Polarisation of X-ray light is being investigated with polarimeters to extend the borders of what can be observed. Distant compact objects, such as pulsars, that are to small on the sky to be analysed with imaging can be investigated by analysing the polarisation of the emitted light. This can reveal physics previously hidden by their small nature. There are many models that aim to describe the polarisation of these compact objects to make sense of what is measured. Two examples are the outer gap and two-pole caustic models. The X-ray polarimeter XL-Calibur is a balloon-borne telescope capable of detecting X-rays in the $15-80$ keV energy range. In this thesis details on the polarisation of light, how it can be measured and some principles of X-ray polarimetery is discussed. A new feature in the simulation of XL-Calibur in Geant4 is also described and used to investigate the possibility for XL-Calibur to distinguish between different Crab pulsar polarisation models at different signal rates. The results show that signal rates under 2 Hz yield insufficient data to distinguish between the two models using the measured polarisation fraction and angle. For greater signal rates XL-Calibur does in fact differentiate between the models correctly. New methods for the statistical analysis of data can be explored to allow more data to be salvaged, even for low signal rates. The derivation of polarisation parameters is fixed through Stokes parameters in this thesis. / Polarisationen av röntgenljus undersöks med polarimetrar för att utvidga gränserna för vad som kan observeras. Avlägsna kompakta objekt, såsom pulsarer, som är för små och för långt borta på himlen för att analyseras med optiska metoder, kan undersökas genom att analysera polarisationen av det utstrålade ljuset. Detta kan avslöja fysik som tidigare var dold på grund av deras storlek. Det finns många modeller som syftar till att beskriva polarisationen av dessa kompakta objekt för att förstå vad som mäts. Två exempel är modellerna: outer gap och two-pole caustic. Röntgenpolarimetern XL-Calibur är ett ballongburet teleskop som kan detektera röntgenstrålning i energiområdet $15-80$ keV. I denna avhandling diskuteras detaljer om ljusets polarisation, hur det kan mätas och några principer för röntgenpolarimetri. En ny funktion i simuleringen av XL-Calibur i Geant4 beskrivs också. Den används för att undersöka möjligheten för XL-Calibur att särskilja mellan olika polariseringsmodeller för Krabbpulsaren vid olika signaltakter. Resultaten visar att för signaltakter under 2 Hz, blir datan otillräcklig för att särskilja mellan de två modellerna både för polarisationsgraden och vinkeln. För högre signaltakter kan XL-Calibur skilja mellan modellerna. Nya metoder för statistisk analys av data kan utforskas för att möjliggöra att mer data kan användas, även för låga signaltakter. I denna avhandling beräknas polarisationsparametrarna genom Stokesparametrarna.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-343156 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Åkerström, Dennis |
| Publisher | KTH, Fysik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0033 seconds