Vi ricordate delle onde gravitazionali? Taglio del nastro per Advanced Virgo

Conclusa la fase di potenziamento del rivelatore di onde gravitazionali italiano

[21 febbraio 2017]

All’European gravitational observatory (Ego) è stato inaugurato Advanced Virgo, l’interferometro gravitazionale di seconda generazione del quale l’Italia, con l’Istituto nazionale di fisica nucleare (InfnN) è tra i fondatori. Al progetto Virgo partecipano anche ricercatori del Dipartimento di fisica dell’università di Pisa che spiegano che «Advanced Virgo ha ultimato la fase di costruzione ed è entrato nella fase di tuning-up, in cui sta calibrando e mettendo a punto tutti i suoi strumenti. Nei prossimi mesi sarà pronto a unirsi ai due interferometri statunitensi Ligo: comincerà il primo ciclo di presa dati per fare fisica nel nuovo campo dell’astronomia gravitazionale, aperto un anno fa dalla scoperta delle onde gravitazionali».

Il clamore suscitato dalla scoperta delle onde gravitazionali sembra già appartenere il passato, eppure, cme sottolineano gli scienziati, «Advanced Virgo è il progetto di potenziamento dell’interferometro Virgo con l’obiettivo di migliorarne la sensibilità di un fattore 10 e, di conseguenza, consentire l’esplorazione di un volume di cosmo 1000 volte maggiore che in precedenza. Dopo 5 anni di lavoro (dal 2012 al 2016) e un investimento di 23,8 milioni di euro, come da previsione di budget, di cui 21,8 finanziati al 50% dall’Infn e dall’altro istituto fondatore, il francese Centre national de la recherche scientifique (Cnrs), e 2 milioni dall’olandese Nikhef, Advanced Virgo ha previsto modifiche dell’apparato di ottica con specchi qualità ancora più elevata, un’elettronica nuova e più potente, un sofisticato sistema di compensazioni delle aberrazioni, un ulteriore sistema di isolamento sismico potenziato, sistemi di smorzamento della luce diffusa e un miglioramento del sistema di vuoto. Ora, nella sua configurazione Advanced, Virgo sarà in grado di guardare gli ultimi istanti di vita di una coppia di stelle compatte, come le stelle di neutroni, o di buchi neri che ruotano l’uno attorno all’altro sempre più vicini fino a fondersi in un unico oggetto più massivo, come è accaduto nel caso della prima rivelazione delle onde gravitazionali da parte dei due interferometri statunitensi Ligo, il 14 settembre 2015».

Del progetto Virgo si cominciò a parlare alla metà degli anni ’80 e, grazie alla fermezza visionaria dei due padri fondatori, Adalberto Giazotto e Alain Brillet, iniziò a concretizzarsi alla metà degli anni ’90 con un progetto finanziato da Italia e Francia. Nel 2000, Infn e Cnrs fondarono il consorzio italo-francese Ego  che  ha permesso la costruzione della gigantesca infrastruttura di Cascina e la realizzazione dell’interferometro Virgo.  I successi scientifici e tecnologici raggiunti dal progetto Virgo sono stati così significativi da attrarre gli scienziati di altri 4 Paesi europei: così oggi a Virgo partecipano anche ricercatori di Nikhef (Olanda), Polgraw-Polish Academy of Science (Polonia), Wigner Institute (Ungheria) e Universitat de València (Spagna)».

Francesco Fidecaro, ordinario di fisica all’università di Pisa, che ha rivestito il ruolo di spokesperson della collaborazione Virgo e direttore scientifico di Ego, evidnzia che «In queste imprese scientifiche una proficua collaborazione tra tutti gli attori è essenziale tanto quanto la qualità degli strumenti che uno va a costruire. Occorre individuare un ruolo utile per ciascuno, appagante e che venga debitamente riconosciuto. Per vincere la sfida scientifica che ci siamo posti sono necessarie le idee e il lavoro di tutti».

Nel 2007, le collaborazioni scientifiche Ligo, a cui fanno capo i due interferometri statunitensi, e Virgo hanno sottoscritto un accordo che prevede la condivisione e lo scambio di soluzioni tecnologiche, il coordinamento nelle campagne di presa dati e la condivisione e l’analisi congiunta dei dati. Ligo e Virgo lavorano quindi come se fossero un’unica collaborazione scientifica globale.

«Questa collaborazione è fondamentale – dicono all’ateneo pisano –  anche perché avere più interferometri attivi in contemporanea permette di risalire alla direzione di provenienza dell’onda gravitazione, e quindi di identificarne la sorgente. Per questo motivo gli interferometri gravitazionali lavorano in rete e operano come se fossero un unico grande esperimento, distribuito in varie parti del pianeta. Oltre ai due Ligo negli Stati Uniti e Virgo in Italia, è in fase di realizzazione l’interferometro Kagra , in Giappone, che entrerà in funzione nel 2019».

Massimiliano Razzano, ricercatore a tempo determinato al dipartimento di fisica di Pisa, spiega a sua volta che «La scoperta delle onde gravitazionali ha permesso di aprire una nuova finestra sull’Universo, lo studio del cosmo è stato sempre condotto con telescopi capaci di osservare vari tipi di luce, dalle onde radio alla luce visibile fino ai raggi gamma. Ora possiamo rivelare le onde gravitazionali, un nuovo importante “messaggero cosmico” che insieme alla luce ci permetterà di studiare l’Universo in una prospettiva più completa».

All’università di Pisa tengono a sottolineare che «La sfida scientifica e tecnologica rappresentata dalla scoperta e lo studio delle onde gravitazionali vede la scuola di fisica pisana in prima linea. Molti infatti sono i fisici partecipanti alla ricerca che si sono laureati presso il nostro Ateneo e che ora ricoprono incarichi di responsabilità importanti nell’esperimento Virgo, e qualcuno invece nella collaborazione Ligo. Il Dipartimento di fisica e la Sezione di Pisa dell’Istituto nazionale di fisica nucleare hanno dato un forte contribuito alla realizzazione di Advanced Virgo e i loro ricercatori si apprestano a raccogliere i dati delle prossime osservazioni».