VIRGO si “sveglia” La caccia alle onde gravitazionali è iniziata


La caccia alle onde gravitazionali continua con l’entrata in funzione di VIRGO dopo le prime osservazioni del sistema di interferometri LIGO che hanno confermato la teoria della Relatività di Albert Einstein.


 

A quasi due anni dalla scoperta delle onde gravitazionali, con il primo storico “chimp” osservato dagli interferometri LIGO negli Stati Uniti il 14 settembre 2015, ecco che un nuovo strumento arriva nella caccia a questi oggetti. VIRGO, l’interferometro che parla italiano situato a Cascina vicino Pisa dell’Istituto nazionale di fisica nucleare (INFN), è entrato in funzione il 1° agosto 2017. L’interferometro italiano è stato realizzato presso lo European Gravitational Observatory (EGO) e segna un passo in avanti fondamentale per il programma di ricerca delle onde gravitazionali.

L’interferometro laser di tipo Michelson che si trova in Toscana è stato in pausa per 5 anni per permettere l’upgrade e così da VIRGO si è passati ad Advanced VIRGO, dove la sensibilità del rivelatore è stata portata oltre i 25 Megaparsec, l’unità di misura standard che corrisponde alla distanza alla quale è visibile la radiazione gravitazionale emessa da una coppia di stelle di neutroni grandi 1.4 volte il nostro Sole. La sensibilità che gli scienziati italiani sono riusciti a raggiungere è comunque inferiore a quella dei due interferometri gemelli Advanced LIGO, situati a Livingston in Louisiana e Hanford nello Stato di Washington, ma non per questo il suo lavoro sarà meno importante.

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Questa è la proiezione 3D della Via Lattea su un globo trasparente che mostra la possibile localizzazione dei 3 eventi individuati da LIGO. Il bordo esterno rappresenta la regione di confidenza con probabilità del 90% mentre la regione interna ha probabilità del 10%.

Il nuovo VIRGO permetterà di osservare un volume di universo 10 volte maggiore rispetto a quello osservabile rispetto al 2011, quando il potenziamento è iniziato, e consentirà agli scienziati non solo di confermare nuovi potenziali segnali in arrivo dalle onde gravitazionali, ma lavorando in combinazione con gli interferometri gemelli statunitensi aprirà la strada per la localizzazione delle sorgenti. Si tratta di una collaborazione internazionale importante, che vede l’Italia rivestire un ruolo di primo piano e gli scienziati non vedono l’ora di iniziare l’analisi dei nuovi e più precisi dati, come spiegato anche da Gianluca Gemme, responsabile nazionale INFN di VIRGO: “è stata una lunga strada per la collaborazione, cinque anni di lavoro intenso, con momenti anche difficili, affrontati con professionalità e perseveranza. Adesso siamo finalmente pronti a raccogliere nuovi dati e siamo impazienti di analizzarli”.

La combinazione a 3 interferometri, infatti, permetterà la triangolazione del segnale: gli scienziati quindi saranno in grado non solo di ascoltare le onde gravitazionali, ma anche di identificare con precisione la porzione di spazio da cui provengono e dare la caccia anche ad altri tipi di segnali, ad esempio elettromagnetico o alla presenza di neutrini.

Le aspettative dunque sono alte per l’entrata in funzione di VIRGO: dal 1° al 25 agosto i tre interferometri lavoreranno in contemporanea per la Observational Run 2, una presa di dati senza precedenti che potrebbe rivelare ancora molto sulle onde gravitazionali.

Poi dal 26 agosto inizierà una nuova pausa per gli strumenti, che verranno sottoposti a un nuovo upgrade che durerà per circa un anno.

Durante questa pausa saranno sostituiti i fili metallici che sospendono gli specchi del rivelatore con fibre di vetro, in modo da aumentare la potenza del laser, e sarà installato un sistema di ottica quantistica in grado di ridurre il rumore introdotto dalla luce del laser.

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La skymap mostra in una simulazione come la localizzazione migliora aggiungendo VIRGO ai due interferometri gemelli LIGO.

Un lavoro enorme che richiederà il passaggio di almeno un anno, tanto che la Observational Run 3 è prevista al momento non prima dell’autunno 2018. Il progetto però non si ferma per questa nuova fisica che è solo agli inizi. L’obiettivo degli scienziati infatti è la costruzione di altri due interferometri, uno in Giappone e uno in India, per creare un network di 5 rivelatori che siano in grado di lavorare in contemporanea e di osservare porzioni sempre maggiori di cielo e con una sensibilità senza precedenti.

Giovanni Losurdo, ricercatore INFN che ha coordinato il progetto Advanced VIRGO, ha spiegato: “quattrocento anni fa Galileo ha puntato il suo cannocchiale su Giove dando inizio ad una rivoluzione scientifica. Oggi sta succedendo qualcosa di simile. Con VIRGO in funzione abbiamo una rete mondiale di rivelatori di onde gravitazionali che si può “puntare”, in grado cioè di localizzare le sorgenti. Da questo ci aspettiamo nuove e importanti scoperte negli anni a venire. Noi di VIRGO ce l’abbiamo messa tutta per arrivare a questo risultato”.

Le porte dell’astrofisica gravitazionale si sono spalancate e ora non ci resta che attendere i nuovi dati e salutare il progetto con l’entusiasmo che la nostra eccellenza italiana merita.

Fonte

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