Search

In questa Tesi di Dottorato presento il mio lavoro e i relativi risultati riguardo l'emissione polarizzata dalla nostra Galassia, sincrotrone e polvere cosmica, che contaminano le osservazioni della radiazione cosmica di fondo (CMB). I progetti che presento sono stati svolti in collaborazione con dei gruppi di lavoro internazionali di scienza galattica, con lo scopo di caratterizzare questi primi piani per poterli poi separare dai fotoni di origine primordiale, nel contesto di alcuni esperimenti di prossima generazione che si occupano di CMB: il Simons Observatory (SO), l'Atacama Cosmology Telescope (ACT) e l'esperimento da pallone stratosferico BLAST (Balloon-borne Large Aperture Sub-millimeter Telescope). Sono il leader riconosciuto dell'analisi dell'emissione galattica multi-frequenza effettuata a livello dello spettro di potenza, e pubblicata nell'articolo della collaborazione Simons Observatoty Hensley et. al (2022), che ha fornito una previsione sulla capacità dell'esperimento SO di migliorare i vincoli esistenti sui parametri spettrali, sia dell'emissione di sincrotrone che di quella della polvere, per la modalità B in polarizzazione. Ho impostato il lavoro utilizzando una serie di frequenze di vari esperimenti, S-PASS, C-BASS, WMAP e Planck, con canali da 2,3 fino a 353 GHz e, a partire da mappe simulate dell'emissione galattica, tramite il calcolo di tutti gli spettri di potenza ottenuti considerando i diversi canali in frequenza, includendo gli spettri di potenza del rumore. Ho infine eseguito un MCMC fitting dei modelli di SED sia del sincrotrone che della polvere, considerando tutte le scale angolari osservabili dall'esperimento. Sono pertanto riuscita a quantificare l'effetto dell'aggiunta che i dati SO apporteranno alle misurazioni esistenti, trovando un miglioramento sui vincoli dei parametri spettrali di circa un fattore due. Ho definito la strategia osservativa per l'esperimento BLAST-TNG (lanciato dall'Antartide nel 2020) e per il proposto BLAST Observatory, suo successore, per quanto concerne lo scopo di studiare l'emissione diffusa della polvere. Ho quindi identificato alcuni campi del mezzo interstellare tramite lo sviluppo sia di un algoritmo che cerca regioni di cielo di polvere diffusa, a bassa intensità e altamente polarizzate, considerando la sensibilità e la risoluzione dello strumento, diverse possibili date di lancio, e la combinazione ottimale tra varie dimensioni dei campi e vari tempi di osservazione, sia di uno specifico criterio di selezione basato su dei parametri che ho chiamato "Fattori di qualità". Ho inoltre analizzato i dati del sistema di controllo dell'assetto del telescopio BLAST-TNG, che si basa principalmente su telecamere stellari come sensori per determinare il puntamento del telescopio. Dopo un'analisi post-volo di circa 5.000 immagini stellari, sono riuscita ad aumentare il numero di soluzioni originali di un fattore superiore a 4, recuperando 1.650 soluzioni astrometriche grazie allo sviluppo di avanzate tecniche di filtraggio per ripulire le immagini dalle nubi mesosferiche polari contaminanti. Infine, ho eseguito una nuova analisi estendendo fino a frequenze minori i risultati esistenti sulla correlazione tra il canale a 353 GHz di Planck e i dati della polarizzazione della luce stellare. Ho replicato la misurazione del rapporto di polarizzazione emissione-estinzione a 217 e 143 GHz, utilizzando la nuova release di dati Planck, ottenendo misure compatibili con quelle previste dai modelli di polvere, e implementando un diverso approccio per il trattamento dei dati di emissione, definito ad apertura circolare fotometrica. Tale analisi è inserita all'interno di un progetto che prevede di sfruttare la maggiore risoluzione e sensibilità dei dati dell'esperimento ACT per ispezionare scale angolari più piccole. Questi risultati saranno pubblicati in un articolo ora in preparazione di cui sono prima autrice. In this PhD Thesis I present my work and its results on the polarized emission from our Galaxy. I studied in particular the dust and synchrotron emissions that contaminate the observations of the Cosmic Microwave Background Radiation (CMB). To separate these foregrounds from the photons of primordial origin is one of the main challenges for achieving the promise of the next generation of CMB polarization experiments. As a member of international Galactic Science Working Groups, I worked in close collaboration with the world-leading current and next-generation telescopes: the Simons Observatory (SO), the Atacama Cosmology Telescope (ACT), and the BLAST (Balloon-borne Large Aperture Submillimeter Telescope) experiment. I am the recognized leader of the power spectrum analysis of multi-frequency Galactic emission published in the collaboration paper Hensley et. al (2022), where I forecasted the ability of SO to improve the constraints of synchrotron and dust spectral parameters in the harmonic domain. I made a fitting of the SED models, using an MCMC method, to simulated auto- and cross-angular power spectra at different frequency channels and angular scales, including the relative noise figures, for E- and B-modes separately, starting from map-level simulations. I set up the work using a set of frequencies from various experiments, i.e. S-PASS, C-BASS, WMAP and Planck, with channels from 2.3 up to 353 GHz, and quantifying the effect of the addition of SO data to existing measurements, finding that the constraints on all the parameters improves by a factor two. I defined the optimal observational strategy for the BLAST-TNG experiment (launched from Antarctica in 2020) and the proposed BLAST Observatory, its successor, identifying the interstellar medium (ISM) fields to be observed with high priority, with the aim of studying the diffuse dust emission for the CMB foreground characterization. I developed and implemented an algorithm to look for some sky patches with features similar to the ones of diffuse, low-intensity and highly-polarized dust regions. I took into account different possible launch dates and the instrument sensitivity and resolution, trying a range of patch sizes and required observational time to find the optimal combination. I developed a selection criterion based on three parameters called "Quality Factors", which are scalar values defined as the average values of the Polarization Fraction, the signal-to-noise ratio (SNR) of the Polarization Fraction, and the SNR of the Polarization Power Contrast of all the pixels within a certain patch. I also analyzed the data from the attitude control system of the BLAST-TNG telescope, which is based mainly on star cameras as sensors to determine the telescope pointing. After a post-flight analysis of about 5,000 stellar images, I managed to increase the number of original post-flight pointing solutions by a factor larger than 4, recovering 1,650 astrometric solutions thanks to the development of advanced filtering techniques to clean all the Polar Mesospheric Clouds that contaminated the images. Finally, I performed a novel analysis to extend existing results on the correlation between the 353 GHz Planck channel and the data from the starlight polarization, up to smaller frequencies. By using existing stellar catalogues, I prepared a star sample based on the same criteria used in the Planck's analysis. I replicated the measurement of the polarization-to-extinction ratio at 217 and 143 GHz, as predicted by dust models at lower frequencies, using the photometric aperture method for the emission data treatment. This analysis is part of a project that plans to exploit the high resolution and sensitivity of ACT data to study this phenomenon by solving small scales. I will publish these results as first author in a paper in preparation.

“The Newsroom” di Aroon Sorkin (Hbo, 2012-2014) si è guadagnata uno spazio di rilievo nella “golden age” delle serie tv mettendo in scena la resistenza della redazione di un grande network contro l'esasperazione della competizione giornalistica e il suo sbocco verso un crescente integrazione tra informazione e intrattenimento. Il paper analizza temi, testi e personaggi principali per inquadrare la fase storica dell'impatto tra nuovi media e televisione commerciale. In un'epoca di invocata disintermediazione, la serie instilla degli interrogativi nel selezionato pubblico di Hbo: il giornalismo va superato o piuttosto rivendicato? L'opinione pubblica è davvero più libera, se abbandonata al flusso di informazioni senza mediazione professionale? “The Newsroom” by Aroon Sorkin (Hbo, 2012-2014) has earned a prominent space in the "golden age" of TV series by staging the resistance of a large network newsroom against the exasperation of the news competition and its outcome towards a growing integration between information and entertainment. The paper analyses themes, texts and characters from the series to frame the anomic phase of the impact between new and heritage media. In an age of invoked disintermediation, the series generates some doubts in the selected Hbo audience: should journalism be overcome or rather reclaimed? Is public opinion really freer if abandoned to the flow of information without any professional mediation?, Iconocrazia, V. 2, N. 22 (2022): Iconocrazia: 10 anni della rivista

Radicalizzazione online e self-radicalization sono aree ancora poco analizzate all'interno della gamma dei fenomeni che conducono all'inasprimento ideologico e all'estremismo violento. In questo articolo, si esploreranno le principali ragioni dello stretto legame tra piattaforme online e pratiche di radicalizzazione e interventi di deradicalizzazione legati alle ideologie di matrice islamista. Le traiettorie di radicalizzazione dipendono da numerose direttrici incrociate: predisposizioni individuali e disposizioni contestuali; motivazioni psicologiche e questioni materiali; rivendicazioni identitarie e moventi politici. In questo senso, la costruzione narrativa delle esperienze, soprattutto dei giovani soggetti di seconda generazione, è determinante nel comprendere gli autoposizionamenti dei soggetti radicali, e nel ricostruire il display delle esperienze individuali. Le piattaforme, e più in generale i media, si configurano quindi come spazio di costruzione della realtà sociale. I mezzi di comunicazione digitali si sono dimostrati particolarmente efficaci nella disintermediazione delle pratiche di partecipazione politica: per quanto riguarda la radicalizzazione, queste si dimostrano rilevanti per finalità strumentali e per utilizzi comunicativi, incidendo sull'organizzazione e sulla socializzazione ai fenomeni radicali, mentre favoriscono la rappresentazione pubblica e la propaganda di tali fenomeni. Seppure il peso maggiore delle dinamiche di radicalizzazione sia imputabile a processi politici e sociali offline, alcune tecnicalità delle piattaforme interferiscono con le dinamiche di polarizzazione. Negli ultimi anni sono nate una serie di iniziative volte a limitare l'impatto delle piattaforme sulla radicalizzazione: queste iniziative coinvolgono attori pubblici, privati e organizzazioni di attori autonomi. Il contrasto della radicalizzazione online deve utilizzare strategie flessibili, contro-narrazioni e media literacy.

’informazione costituisce, attualmente, una delle principali risorse economiche del processo produttivo e, di conseguenza, le attività di raccolta, selezione e monitoraggio dei dati personali assumono una fondamentale rilevanza poichè rivolte alla capillare targettizzazione e fidelizzazione del consumatore. In questa direzione, la privacy, da tutela individualistica del diritto ad essere lasciati soli, assume il significato di diritto al pieno controllo delle informazioni personali. L’analisi dei Big Data si spinge sino alla ricerca e all’esame di ogni possibile correlazione tra i dati e gli algoritmi impiegati nei processi decisionali. Se l’uso cooperativo e partecipato nella sfera pubblica di alcune tipologie di Big Data può rivestire un sicuro interesse sociale, in altri casi l’utilizzo di tali conoscenze solleva notevoli criticità concernenti la tutela dei dati personali, il loro sfruttamento economico, la presenza di un’effettiva consapevolezza e libertà nella manifestazione del consenso al loro trattamento. Ulteriori incognite, conseguite all’impiego dei Big Data, sono rappresentate dalla polarizzazione dell’informazione in capo a pochi intermediari digitali che palesa tutta l’asimmetria tra chi offre il servizio informativo e il suo fruitore, aggravata dall’intrasparenza e dalla selettività dei criteri posti alla base del funzionamento dell’algoritmo, problematiche che si riflettono sulla piena esplicazione dei diritti di libertà e sul futuro della democrazia. Si mostra, allora, tutta l’urgenza di un’efficace regolazione dei Big Data e, più in generale, delle informazioni personali circolanti online, ispirata ai valori costituzionalmente garantiti e diretta alla tutela dell’individuo dall’impiego improprio delle tecnologie informatiche, nella prospettiva di un’innovativa delineazione di modelli di cittadinanza digitale attiva, a fondamento di un’effettiva libertà di costruzione personale. Information is currently one of the main economic resources of the production process and, consequently, the collection, selection and monitoring of personal data assume a fundamental importance as they are aimed at capillary consumer targeting and retention. In this direction, privacy, from individualistic protection of the right to be left alone, takes on the meaning of the right to full control of personal information. The Big Data analysis goes as far as searching and examining any possible correlation between the data and the algorithms used in the decision-making processes. If the cooperative and participatory use in the public sphere of some types of Big Data can be of certain social interest, in other cases the use of such knowledge raises significant critical issues concerning the protection of personal data, their economic exploitation, the presence of an effective awareness and freedom in the manifestation of consent to their treatment. Further unknowns, resulting from the use of Big Data, are represented by the polarization of information by a few digital intermediaries that reveals all the asymmetry between those who offer the information service and its user, aggravated by the transparency and the selectivity of the criteria places at the base of the functioning of the algorithm, problems that are reflected on the full explanation of the rights of freedom and on the future of democracy. All the urgency of an effective regulation of Big Data and, more generally, of personal information circulating online, inspired by the constitutionally guaranteed values and directed to the protection of the individual from the improper use of information technology, is shown in the the prospect of an innovative delineation of models of active digital citizenship which are the foundation of an effective freedom of personal construction.

This article examines the outcome of the regional election held in Sicily on November 5, 2017. It was a victory for the center-right, which returns to power in the Region after the problematic term of the center-left president incumbent Rosario Crocetta. The center-right winner, Nello Musumeci, backed by a wide coalition but more right-oriented than in the past, has to be explained, on the one hand, with the low turnout - abstension reaching 53% - and, on the other hand, with the consolidation of the anti-establishment and protest movement Five Stars Movement (M5S) - which in 2017 increased its consensus of 12 percentage points to 2012 and remained the single biggest party in the Sicily's assembly. The election results show a polarization both in the government of the Region and in the opposition and a strong personalization of the electoral competition - this latter being a typical aspect of the elections in Sicily, whose evidence concerning this election's candidates is discussed in the article.

I pezzi metallici prodotti tramite tecniche di Manifattura Additiva (AM), così come molti studi hanno dimostrato, presentano proprietà meccaniche comparabili a quelle dei componenti prodotti secondo metodi tradizionali e questo vale, per molti materiali metallici, sia per le caratteristiche di resistenza a sollecitazioni statiche sia per quanto concerne la resistenza a fatica. Per contro altre proprietà, come quelle chimico-fisiche, sono ancora in fase di valutazione. Il presente lavoro si inserisce in questo settore della ricerca poiché ha avuto lo scopo di raccogliere dati circa il comportamento a corrosione di campioni in acciaio AISI 316L realizzati tramite Laser Metal Fusion (LSM) utilizzando polveri prelegate. Per perseguire gli obiettivi dell'indagine, i campioni sono stati sottoposti a test di resistenza alla corrosione tramite polarizzazione e spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS) nello stato tal quale (ovvero "as printed"). Inoltre, le microstrutture dei pezzi "as printed" e le loro superfici prima e dopo i test elettrochimici sono state caratterizzate tramite Microscopia Ottica (LOM) e Microscopia Elettronica a Scansione equipaggiata con microsonda per analisi di Fluorescenza di Raggi X in Dispersione di Energia (SEM-EDS).

Numerosi studi hanno documentato, negli ultimi decenni e per vari paesi, compresa l’Italia, un processo di profonda trasformazione del mercato del lavoro che ha coinvolto la struttura occupazionale determinandone una progressiva polarizzazione. Ordinando le occupazioni secondo una scala crescente in termini di qualifiche, si è infatti osservata una progressiva perdita di posti di lavoro nelle professioni caratterizzate da un livello medio di competenze, tipicamente collocate nella parte centrale della distribuzione occupazionale, e un aumento, al contempo, sia delle occupazioni associate a professioni manuali impiegate specialmente in servizi alla persona a bassa intensità di competenze, sia, all’estremo opposto, delle professioni associate ad elevate competenze di tipo concettuale e astratto. In un’importante contributo, Autor et al. [2003] mostrano per gli Stati Uniti, a partire dagli anni Ottanta, un legame tra il cambiamento nella struttura occupazionale e la diffusione delle tecnologie ICT. Gli autori partono dal presupposto che ogni lavoro sia scomponibile in varie mansioni e che le innovazioni tecnologiche della cosiddetta terza rivoluzione industriale possano, da un lato, sostituire alcune di queste mansioni e, dall’altro, essere complementari ad altre. In particolare, mansioni prevalentemente di tipo routinario, caratterizzate cioè da attività ripetute e, per loro natura, codificabili, sono sostituibili, in funzione del tipo di attività, da generici dispositivi elettronici programmabili o da complesse macchine di automazione, mentre mansioni tipiche delle professioni ad elevata qualifica, che richiedono competenze cognitive e di tipo creativo, risultano complementari alle tecnologie ICT che completano e rendono più produttive le mansioni di tipo concettuale. Coerentemente all’ipotesi di sostituibilità/complementarietà, gli autori trovano una graduale diminuzione della quota di lavori prevalentemente associati a mansioni routinarie e una crescita della quota di lavori prevalentemente associati a mansioni di tipo concettuale, astratto e non routinario. Il progresso tecnologico, il cui effetto sul mercato del lavoro è stato oggetto di notevole interesse a partire da economisti classici, come David Ricardo e Karl Marx, fino a John Maynard Keynes e Wassily Leontief, è quindi da qualche anno tornato ad essere centrale nel dibattito economico e sociale. Come sarà chiarito nel seguito, la crescita delle occupazioni associate a mansioni prevalentemente manuali e non routinarie è solo indirettamente legata al progresso tecnologico. La natura di quest’ultimo, infatti, lo rende un fattore sostituibile alle professioni caratterizzate da mansioni routinarie, il che ne motiva la denominazione di progresso tecnologico routine-biased technological change (RBTC) che ne ha dato la letteratura economica. Questa impostazione teorica, basata sul concetto di mansioni, supera la versione che aveva caratterizzato per decenni il legame tra progresso tecnico, domanda di lavoro e salari, denominata skill-biased technological change (SBTC). Secondo questa precedente impostazione, l’innovazione tecnologica, attraverso l’introduzione della robotica e dei computer, aveva elevato la produttività delle occupazioni ad alta qualifica, migliorandone le prospettive occupazionali e retributive a discapito delle altre professioni. In tal modo si veniva a creare una relazione crescente e monotona tra qualifiche e incremento delle quote occupazionali. Al contrario, il RBTP produce un incremento delle occupazioni a prevalente attività di tipo concettuale e una riduzione delle occupazioni routinarie, tipicamente a media qualifica, generando quindi una relazione non lineare tra qualifiche e variazione delle quote occupazionali. La non linearità è accentuata dalla crescita delle occupazioni a bassa qualifica che tuttavia, dal punto di vista teorico, è solo indirettamente legata al RBTP. Le spiegazioni si riallacciano infatti alla crescita della domanda di servizi, specialmente alla persona, proveniente dai lavoratori occupati in attività produttive ad elevato contenuto concettuale, alta produttività e retribuzione [Mazzolari e Ragusa, 2013]. Similmente i cambiamenti demografici e l’invecchiamento della popolazione tendono a favorire la crescita dei servizi assistenziali e alla persona, cioè attività manuali non routinarie, solo in minima parte sostituibili dalle tecnologie informatiche [Moreno-Galbis e Sopraseuth 2014]. Sulla falsariga dello studio di Autor et al. [2003], numerose analisi hanno confermato come la polarizzazione della domanda di lavoro rappresenti un fenomeno su scala globale, che ha coinvolto non solo gli Stati Uniti, ma anche diversi paesi europei [Goos e Manning 2007; Goos et al. 2009] seppur con intensità diversa da paese a paese. In questo contributo intendiamo analizzare, mediante i dati a nostra disposizione, il fenomeno della polarizzazione occupazionale in Europa. A tal fine, dapprimasi presenta l’evidenza empirica sulla polarizzazione in Italia (paragrafo 2) e in Europa e si introduce una misura del grado di routinizzazione (paragrafo 3). Successivamente, si presentano i risultati dell’analisi di shift share, che scompone la variazione dell’occupazione tra le componenti intra- e inter-settoriali (paragrafo 4) e le evidenze emerse da un’analisi di regressione che mette in luce le variabili correlate al processo di routinizzazione (paragrafo 5). Infine, si discute il legame tra routinizzazione e disoccupazione (paragrafo 6) e si presentano alcune riflessioni conclusive (paragrafo 7).

Exclusive ρ0-meson electroproduction is studied by the HERMES experiment, using the 27.6 GeV longitudinally polarized electron/positron beam of HERA and a transversely polarized hydrogen target, in the kinematic region 1.0 GeV2< Q2< 7.0 GeV2, 3.0 GeV < W< 6.3 GeV, and - t′< 0.4 GeV2. Using an unbinned maximum-likelihood method, 25 parameters are extracted. These determine the real and imaginary parts of the ratios of several helicity amplitudes describing ρ0-meson production by a virtual photon. The denominator of those ratios is the dominant amplitude, the nucleon-helicity-non-flip amplitude F012012, which describes the production of a longitudinal ρ0-meson by a longitudinal virtual photon. The ratios of nucleon-helicity-non-flip amplitudes are found to be in good agreement with those from the previous HERMES analysis. The transverse target polarization allows for the first time the extraction of ratios of a number of nucleon-helicity-flip amplitudes to F012012. Results obtained in a handbag approach based on generalized parton distributions taking into account the contribution from pion exchange are found to be in good agreement with these ratios. Within the model, the data favor a positive sign for the π- ρ transition form factor. By also exploiting the longitudinal beam polarization, a total of 71 ρ0 spin-density matrix elements is determined from the extracted 25 parameters, in contrast to only 53 elements as directly determined in earlier analyses.

This contribution is organized along two main interpretive lines. First: the Italian public sphere is very polarized because of well-established historical attitudes, a crowded media market and new technologies that push towards segmentation of the audience. The arrival of Berlusconi has only reinforced the already existing polarization that goes well beyond the borders of partisanship involving the content of news, the structure and professionalism of news outlets and also the recipients that divide themselves along the lines of political attitudes. The second characteristic feature of the Italian public sphere involves the tendency towards dramatization, which is also produced by the sudden commercialization of the entire mass media system that started in 1980. This article's thesis is supported by examples of dramatization and extreme political discourse. The consequences that derive from this situation are discussed in the conclusion.

Il lavoro presentato fornisce un contributo, teorico ed empirico, allo studio della “bipolarizzazione” dei redditi (o svuotamento della classe media). A partire dall'indice di bipolarizzazione di Wolfson, definito come una trasformazione della differenza tra componente della disuguaglianza between groups dell’indice di Gini (1914) e componente within groups, si propongono due nuovi indici di polarizzazione: Pb costruito a partire dall’indice di concentrazione di Bonferroni (1930) e Pv costruito sull’indice di De Vergottini (1950), verificandone le loro proprietà assiomatiche ed empiriche.

Il saggio analizza l'applicabilità del tipo di sistema partitico del "pluralismo polarizzato" al sistema partitco italiano pre e post 1994 Il saggio prende in esame la tipologia di sartori relativa ai sistemi di partiti e analizza la sua applicazione al sistema partitico italiano dopo il 1994.

L’uso dei rivelatori a semiconduttore ha avuto, negli anni, un’importanza strategica nella spettroscopia X e gamma (1 keV – 2 MeV), con eccellenti risultati sia in applicazioni mediche che astrofisiche. L’imaging medicale (mammografia, tomografia computerizzata), il monitoraggio ambientale (radiazione di fondo), rivelatori da piano focale per telescopi X in astrofisica e sistemi di fluorescenza a raggi X nei Beni Culturali ne rappresentano alcune importanti applicazioni. I rivelatori a semiconduttore hanno trovato largo impiego grazie alle loro interessanti proprietà soprattutto se confrontate con i sistemi di rivelazione tradizionali (a gas e scintillatori); un migliore rapporto segnale-rumore e quindi una migliore risoluzione energetica grazie alla piccola energia media di ionizzazione. Inoltre, grazie alla loro elevata densità rispetto ai rivelatori a gas garantiscono una migliore efficienza di rivelazione con la possibilità di realizzare sistemi compatti e portatili. I materiali tradizionalmente utilizzati per la realizzazione di rivelatori per spettroscopia X e gamma sono il silicio (Si) e il germanio (Ge). Nonostante le buone proprietà di trasporto dei portatori di carica e l’eccellente livello di purezza, il modesto numero atomico (Si: Z = 14; Ge: Z = 32) ne limita l’efficienza di rivelazione in range energetici elevati (raggi X duri e gamma), mentre la stretta band gap (Si: ∼ 1.1 eV; Ge: ∼ 0.7 eV) non ne consente l’uso in condizioni di temperatura ambiente. Negli ultimi due decenni, sono stati proposti e studiati nuovi rivelatori basati su semiconduttori composti (GaAs, HgI2, CdTe, CdZnTe, TlBr) con band gap e numero atomico maggiori del Si e Ge, capaci di garantire buone prestazioni anche a temperatura ambiente. Il tellururo di cadmio (CdTe) ne rappresenta uno dei materiali più promettenti, caratterizzato da un elevato numero atomico (ZCd = 48; ZTe = 52; Eg = 1.44 eV) e da un’ampia band gap (∼ 1.44 eV). Nonostante le interessanti proprietà fisiche, i principali inconvenienti di questi rivelatori sono legati ai fenomeni di trapping dei portatori di carica dovuti a difetti ed impurità presenti nei cristalli. Tradizionalmente, i rivelatori CdTe sono realizzati con contatti ohmici (Pt, Au) su entrambi gli elettrodi (anodo e catodo), grazie alle correnti di leakage piuttosto contenute (< 10 nA). Al fine di potere incrementare il campo elettrico, con conseguenti miglioramenti nell’efficienza di raccolta, senza eccessivi aumenti della corrente di leakage, i rivelatori CdTe sono anche realizzati con contatti raddrizzanti sull’anodo (In, Al) e ohmici sul catodo (Pt, Au). L’impossibilità di creare strutture a pixel sull’anodo in indio, utili per migliorare le proprietà spettroscopiche, rappresenta il principale aspetto critico di tale configurazione. Per questo motivo sono stati proposti e studiati nuovi rivelatori CdTe con contatti in alluminio. Tuttavia, il principale inconveniente di cui soffrono questi ultimi è l’instabilità temporale (polarizzazione) che comporta una degradazione delle prestazioni spettroscopiche nel tempo; ovvero, un peggioramento della risoluzione energetica, la variazione della calibrazione in energia ed una riduzione dell’efficienza di rivelazione. Questo fenomeno che tra l’altro comporta una riduzione della zona attiva del rivelatore, si manifesta con maggior rapidità ad alte temperature e a basse tensioni ed è riconducibile alla ionizzazione dei centri accettori profondi (detrapping) presenti nel semiconduttore. In questo lavoro sono stati presentati nuovi prototipi di rivelatori CdTe con caratteristiche raddrizzanti, realizzati con anodo in alluminio (Al) sia di tipo planare che a pixel. Lo scopo del presente lavoro è quello di studiare sperimentalmente le proprietà elettriche e spettroscopiche dei rivelatori focalizzando l’attenzione sui meccanismi di trasporto di carica e sul fenomeno della polarizzazione. Il presente lavoro è parte integrante di un progetto di ricerca più ampio, portato avanti da un gruppo di ricerca del Dipartimento di Fisica e Chimica dell’Università di Palermo, che ha lo scopo di sviluppare sistemi portatili di rivelazione avanzati, in grado di fare imaging e spettroscopia ad elevata risoluzione in un’ampia gamma di energie (1 – 150 keV) e soprattutto anche in condizioni di flusso proibitive (> 106 fotoni/mm2/sec), per applicazioni mediche (mammografia, tomografia) ed industriali (ispezioni e controlli di qualità). Il primo capitolo illustra le principali proprietà fisiche del CdTe, i particolari meccanismi che regolano il contatto metallo-semiconduttore, i fenomeni di polarizzazione ed infine le principali applicazioni dei rivelatori CdTe. Il secondo capitolo presenta i risultati della caratterizzazione elettrica di rivelatori CdTe planari, focalizzando l’attenzione sui meccanismi di trasporto di carica e sugli effetti della polarizzazione. Nel terzo capitolo sono riportati i risultati della caratterizzazione spettroscopica dei rivelatori nel range 22 – 122 keV, con particolare attenzione alla correlazione tra i fenomeni elettrici e spettroscopici dovuti alla polarizzazione. Il quarto capitolo presenta i risultati della caratterizzazione elettro-ottica Le attività sperimentali sono state effettuate presso l’Istituto di Fisica dell’Università della Charles University di Praga durante un periodo di permanenza all’estero sotto la guida del direttore dell’Istituto, il Prof. Jan Franc. Infine, nel quinto capitolo vengono presentate le proprietà elettriche di un rivelatore CdTe a pixel. Over the years the use of semiconductor detectors has had a strategic importance in X and gamma (1 keV – 2 MeV) spectroscopy, with excellent results both in medical and astrophysics applications. The medical imaging (mammography, computed tomography), environmental monitoring (CMB) from the focal plane detectors for X telescopes and astrophysical systems, X-ray fluorescence in the Cultural Heritage represent some important applications. The semiconductor detectors have been widely used due to their interesting properties especially when compared with the conventional detection systems (gas and scintillators); a better signal-noise ratio and therefore a better energy resolution, thanks to the small average energy of ionization. Moreover, thanks to their high density compared to gas detectors provide improved detection efficiency with the possibility of achieving compact and portable systems. The materials traditionally used for the realization of detectors for X and gamma spectroscopy are silicon (Si) and germanium (Ge). Despite the good transport properties of charge carriers and the excellent level of purity, the low atomic number (Si: Z = 14; Ge Z = 32) limits the detection efficiency in the range of high energy (hard X-rays and gamma), while the narrow band gap (Si ~ 1.1 eV, Ge: ~ 0.7 eV) does not allow to operate in ambient temperature conditions. Over the past two decades, have been proposed and studied new detectors based on compound semiconductors (GaAs, Hgl2, CdTe, CdZnTe, TlBr) with band gap and atomic number greater than the Si and Ge, which are able to ensure good performance even at room temperature. The cadmium telluride (CdTe) represents one of the most promising materials, characterized by a high atomic number (ZCd = 48; ZTe = 52; Eg 1.44 eV) and a large band gap (~ 1.44 eV). Despite the interesting physical properties, the main disadvantages of these detectors are related to the phenomena of trapping of charge carriers due to defects and impurities present in the crystals. CdTe detectors are usually realized with ohmic contacts (Pt, Au) on both electrodes (anode and cathode), due to the low leakage currents (< 10 nA). In order to be able to increase the electric field, with consequent improvements of the collection efficiency, without excessive increases of the leakage current, the CdTe detectors are also made with anode blocking contacts (e.g. In, Al) and ohmic on the cathode (Pt, Au). The main critical aspect of such a configuration is the inability to create anode pixel structures, which are useful for improving the spectroscopic properties. For this reason, have been proposed and studied new CdTe detectors with aluminium contacts. However, the main drawback of these detectors is the temporal instability (polarization), which entails a degradation of spectroscopic performance over time, namely, a deterioration of the energy resolution, the variation of the calibration in energy and the reduction in the detection efficiency. This phenomenon, which is due to the over time reduction of the active zone of the detector, occurs more rapidly at high temperatures and low bias voltages and is due to the ionization of deep acceptor centers (detrapping) present in the semiconductor. In this work are presented new prototypes of CdTe detectors with blocking contact, made with anode aluminium (Al), with planar and pixel structures. The purpose of this work is to study experimentally the electrical and spectroscopic properties of these detectors, focusing on the mechanisms of charge transport and the phenomenon of polarization. The present work is part a research project, carried out by a research group of the Department of Physics and Chemistry, University of Palermo, which aims to develop advanced portable detection systems, able to do imaging and high-resolution spectroscopy, in a wide energy range (1 – 150 keV), and to operate also under high fluences (> 106 fotoni/mm2/sec), that can be used for medical (mammography, tomography) and industrial (inspections and controls quality) applications. The first chapter presents the basic physical properties of the CdTe material, the specific mechanisms that regulate the metal-semiconductor contact, the phenomena of polarization and finally the main applications of CdTe detectors. The second chapter presents the results of the electrical characterization of planar CdTe detectors, focusing on the charge transport mechanisms and the polarization phenomenon. The third chapter summarizes the results of the spectroscopic characterization of the investigated detectors in the 22 – 122 keV range, focusing on the effects of the polarization and the correlation between electrical and spectroscopic phenomena. The fourth chapter presents the results of electro-optical characterization. These experiments were carried out at the Institute of Physics of the Charles University in Prague, during a period spent living abroad, under the guidance of the Director of the Institute, the Prof. Jan Franc. Finally, in the fifth chapter the results of the electrical characterization of a pixel CdTe detector are presented.

This thesis is part of the feasibility studies for a search for an Electric Dipole Moment (EDM) of charged particles in a storage ring. The evidence for a non-vanishing EDM at the sensitivity of present or planned experiments would clearly prove the existence of new CP violating meachanisms beyond the Standard Model. The proposed solution to measure the EDM of charged particles is the use of a storage ring where the polarized charged particle beam can be kept circulating while interacting with a radial electric field. Starting with a longitudinally polarized beam, the EDM signal would be detected as a polarization precession starting from the horizontal plane and rotating toward the vertical direction. A long horizontal polarization lifetime, called spin coherence time, is required since it represents the time available to observe the EDM signal. In order to have a sensitivity about 10−29 e·cm to the deuteron EDM, the spin coherence time should reach 1000 s while the measurement of a vertical polarization change should detect angles as small as micro-radians. The aim of this work is the analysis of the mechanisms which control the spin coherence time in a storage ring. The measurements presented here were made at the COSY (COoler SYnchrotron) ring located at the Forschungszentrum-J¨ulich GmbH (Germany). There are two set of measurements presented in this thesis: the first is a study of a spin resonance induced by a radio-frequency (rf) solenoid and the second shows the results from the first direct measurement of the horizontal polarization as a function of time. The first experiment sought to estimate the spin coherence time by measuring the width of a deuteron spin resonance induced by an rf-solenoid. Since the width of the resonance depends on the spin tune spread and thus on particle momentum distribution, each mechanism that can change the particle velocity in the beam could contribute to the spin tune spread. In particular, these mechanisms are betatron oscillations related to the beam emittance and synchrotron oscillations that are present only in a bunched beam. The experiment consisted in the measurement of the vertical polarization measurements with the rf-solenoid running at fixed frequency on and off resonance, for both uncooled and cooled bunched beam. In order to interpret the data, a simple “no-lattice” model was developed based on two rotation matrices for the spin precession about the vertical axis and the solenoid kick about the longitudinal axis; synchrotron oscillations were included as simple harmonic motion. The model demonstrated that the effect of synchrotron oscillations on the induced spin resonance were large enough to hide any dependence on emittance. The second experiment was the direct measurement of the horizontal polarization as a function of time. This task was accomplished through the development of a dedicated data acquisition system synchronized with the revolution frequency of the beam. By changing the horizontal beam emittance with a white noise electric field, the measurements gave the first experimental evidence of a dependence of the spin coherence time on the horizontal beam size. The dependence is due to the path lengthening introduced by betatron oscillations which forces the particles to go faster in order to respect the isochronous condition in a bunched beam. A possible method to correct for emittance effects is to use sextupole magnets. In fact the field varies as the square of the radius from the center and provides an adjustment to the particle orbit to remove the term driving the spin tune change. It has been demonstrated that for a particular value of sextupole strength the contribution from the horizontal emittance was canceled, reaching a spin coherence time of a hundred seconds.

The polarisation of $\tau$'s produced in Z decay is measured using 160 pb$^{-1}$ of data accumulated at LEP by the ALEPH detector between 1990 and 1995. The variation of the polarisation with polar angle yields the two parameters ${\cal A}_e = 0.1504 \pm 0.0068 $ and ${\cal A}_{\tau} = 0.1451 \pm 0.0059$ which are consistent with the hypothesis of $e$-$\tau$ universality. Assuming universality, the value ${\cal A}_{e{-}\tau} = 0.1474 \pm 0.0045$ is obtained from which the effective weak mixing angle $\sin^2 {\theta_{\mathrm{W}}^{\mathrm{eff}}} =0.23147 \pm 0.00057 $ is derived., Comment: 52 pages, 30 figures