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GRAVITÀ CLASSICA E QUANTISTICA

* Onde gravitazionali non lineari.Uno dei problemi aperti della Relatività Generale è la rivelazione di Onde Gravitazionali, un fenomeno previsto dalla teoria ma ancora non osservato in modo diretto. Generalmente si ritiene che Onde Gravitazionali fisicamente rilevanti vengano emesse da sorgenti forti, oggetti di interesse astrofisico per i quali l'approssimazione di campo debole può non essere applicabile. Pertanto è di grande interesse lo studio di soluzioni esatte delle equazioni di Einstein di tipo propagativo che possono infatti descrivere Onde Gravitazionali in pieno regime di non-linearità fornendo informazioni che potrebbero rivelarsi un’interessante base teorica ed un utile modello per l’analisi dei dati forniti dagli esperimenti attualmente in corso.L'analisi di alcune soluzioni esatte delle equazioni di Einstein, descriventi onde gravitazionali prodotte dalla luce, mostra che ci può essere repulsione gravitazionale tra fasci di luce. Ciò è dovuto all' elicità - pari ad 1- che caratterizza le soluzioni (gravitofotoni). Tale fenomeno dovrebbe manifestarsi nei jets cosmologici relativistici [12.1]. Partendo da questi risultati, si possono elaborare stime teoriche di parametri che possano essere misurati con esperimenti effettuati sulla terra o con dati satellitari.* Studio di effetti gravitomagnetici in teorie alternative di gravità.Abbiamo intenzione di utilizzare il fenomeno del frame-dragging [12.2] per imporre vincoli a teorie alternative della gravità. Ci concentreremo sulle stime dei parametri di una versione covariante della teoria di Horava-Lifshitz recentemente proposta. Ciò consentirà di verificare o falsificare la teoria grazie ai dati sperimentali forniti dall'esperimento LARES.* Analisi sistematica dell'interazione della luce col campo gravitazionale.Considerando l'accoppiamento tra il tensore elettromagnetico e quello di curvatura, si studierà il comportamento delle cavità risonanti, tanto in caduta libera che in un laboratorio non inerziale. Nel primo caso la finalità è l'individuazione di effetti riscontrabili da un laser o un ring-laser nello spazio, in vista di utilizzi a bordo di satelliti o mediante fasci laser tra elementi di una data costellazione di satelliti. Il secondo caso si confà specificamente a un laboratorio terrestre quale quello di GINGER [12.3].* Analisi dinamica e termodinamica in cosmologia E' possibile dare un'interpretazione fisica di origine termodinamica alle equazioni del campo garvitazionale e anche una descrizione termodinamica degli orizzonti che mette in relazione la teoria quantistica, la gravità e la termodinamica. Partendo dalla profonda relazione tra termodinamica e gravità ed in particolare tra entropia ed orizzonti, intendiamo studiare il ruolo di alcune forme di energia oscura dal punto di vista termodinamico. Verrranno testati modelli di energia oscura considerando "transizioni rapide" la seconda legge generalizzata della termodinamica e l'equilibrio a lunghe scale temporali.Verrà inoltre considerata l’esistenza di soluzioni esatte in modelli cosmologici, sia in ambito di Relatività Generale che di teorie modificate della gravità, con diversi tipi di materia non standard come sorgenti. Facendo ricorso a metodi qualitativi propri della teoria dei sistemi dinamici, verrà caratterizzata la stabilità di tali soluzioni per studiare la possibilità di descrivere comportamenti fisicamente rilevanti come l'attuale fase di espansione accelerata dell'Universo.[12.1] Vilasi et al. Classe. Quantum Grav. 28 (2011) 195014);Tolman R, Ehrenfest P and Podolsky, Phys. Rev. 37(1931) 602-615.;Wheeler J., Geons, Phys. Rev. 97 (1955)511-536;Brodin G., Eriksson D. and Maklund M., Phys. Rev. D74 (2006) 124028-124032.[12.2] I. Ciufolini, Nature 449, 41, 2007N. Radicella, G. Lambiase, L. Parisi, and G. Vilasi, in preparation[12.3] Bosi F et al. 2011 Phys. Rev. D 84 122002A. Tartaglia, Journal of Physics: Conference Series 453 (2013) 012019