Study of the propagation and detection of the orbital angular momentum of light for astrophysical applications

Lo scopo di questo lavoro è analizzare la propagazione del momento angolare orbitale (OAM) della luce per applicazioni astrofisiche e studiarne un metodo per la rilevazione con telescopi ottici. La tesi si occupa dello studio del momento angolare orbitale come un nuovo osservabile per gli astronomi, che potrebbe dare informazioni aggiuntive rispetto a quelle già deducibili dall'analisi della intensità, frequenza e polarizzazione della luce. Infatti, lo scopo principale di questo lavoro è di evidenziare come la luce possa avere una struttura molto più complessa, e quindi trasportare molte più informazioni. Inizialmente si dimostra che mezzi interstellari con una funzione di densità elettronica inomogenea nel piano perpendicolare alla direzione di propagazione della luce che li attraversa, possono conferire OAM. Ciò indica che lo studio dell' OAM può fornire informazioni sulle strutture spaziali dei mezzi attraversati non omogenei. Nella seconda parte della tesi viene esposta una verifica sperimentale della conservazione del momento angolare orbitale, anche per fasci d'onda non monocromatici e non coerenti . Viene così dimostrando che questo osservabile della luce si conserva, consentendone la rilevazione. Infine, osservato che l'OAM può trasportare informazioni, e che si conserva nella propagazione, si propone lo studio di un metodo per rivelarlo, in particolare di un uno spettrografo OAM per telescopi ottici.