Congreso Colombiano de Astronomía y Astrofísica - 2012

ONDITAS DE COHERENCIA ESPACIAL Y CORRELACIÓN DE SEGUNDO ORDEN

Not scheduled

Grupo Halley (Universidad Industrial de Santander)

Carteles Gravitación

Speaker

Juan González (Fundación Universidad Autónoma de Colombia (Bogotá))

Description

La construcción de modernos interferómetros de intensidades, con arreglos de telescopios tipo Cherenkov por ejemplo, se basa en el efecto Hanbury-Brown y Twiss (HB&T) de tipo espacial. El objetivo de esta clase de interferómetros es medir la separación angular de estrellas binarias, apelando al análisis de la coherencia espacial de segundo orden de la luz registrada por sus detectores. Tal estrategia es eficaz en situaciones en las que el análisis del estado de coherencia espacial de primer orden (Interferometría Estelar de Michelson) falla, y más aun la observación directa de distribuciones de intensidad con los criterios de resolución de Rayleigh y Sparrow. Debido a que un gran porcentaje de estrellas del universo son de esta clase, continuamente se refinan métodos para identificarlas y esquemas de detección para resolverlas. Se propone una estrategia novedosa de modelación clásica del campo óptico emitido por estrellas binarias, orientada a la optimización de algoritmos numéricos de simulación y análisis de resultados de observación, particularmente relacionados con el efecto HB&T. Esta estrategia se enmarca en la Teoría de Onditas de Coherencia Espacial y permite una descripción de la coherencia espacial de segundo orden en la representación de espacio-fase del campo emitido por fuentes caóticas, sin apelar a conceptos cuánticos. Con tal fin, las fuentes se modelan en términos de dos conjuntos de fuentes puntuales, físicamente diferentes y ópticamente dispuestos en capas disjuntas. Uno de ellos es conformado por fuentes puntuales radiantes, responsables de la emisión de energía radiante, la cual es registrada por detectores convencionales de módulo cuadrado. El otro es conformado por fuentes puntuales virtuales, responsables de la emisión de energía moduladora, determinada por la correlación entre pares de fuentes radiantes. En contraste con la energía radiante, la energía moduladora toma valores positivos y negativos y, por ello, no puede ser registrada individualmente por detectores de módulo cuadrado. Su presencia se manifiesta porque la potencia total del campo en el plano de observación resulta de sumarla a la energía radiante en cada punto de dicho plano. Como resultado de ello, la potencia aumenta o disminuye, dependiendo del signo de la energía moduladora, es decir, la distribución de energía moduladora explica el fenómeno de interferencia y de ahí su nombre. Aunque los aumentos y disminuciones de la potencia del campo se suceden en lugares diferentes del plano de observación, ocurren en cantidades iguales, es decir, el valor total de la energía moduladora es nulo, lo que garantiza el cumplimiento de la ley de conservación de energía. Este modelo es aplicable a la interferometría estelar de Michelson. Para avanzar al fenómeno HB&T, se introduce una tercera capa de fuentes puntuales virtuales de segundo orden, que emiten una energía moduladora determinada por la correlación entre parejas de fuentes puntuales virtuales de la capa de segundo orden. Dicha correlación de segundo orden permite definir un grado de coherencia espacial estrechamente conectado con el definido en el marco del efecto HB&T. Además, la energía moduladora de segundo orden es compatible con el esquema de detección basado en tal efecto, es decir, es la cantidad que produce la modulación de la correlación de intensidades registradas por dos detectores de módulo cuadrado independientes. Efectivamente, los patrones predichos por este método coinciden con los experimentales reportados en los artículos seminales de Hanbury-Brown y Twiss para el caso de estrellas binarias, así como la medida de su separación angular. Esto permite concluir que i) la Teoría de Onditas de Coherencia Espacial es idonea para describir el efecto HB&T producido por fuentes primarias caóticas, como lo son las estrellas, y ii) dicha estrategia permite aumentar el rendimiento de los algoritmos numéricos para simulación y análisis de las observaciones por interferómetros estelares de intensidades.