"Onde Gravitazionali, viaggio nell’osservatorio di Cascina (Pisa) centro di Virgo"

L’Osservatorio gravitazionale europeo di Cascina, in provincia di Pisa, rappresenta il centro di Virgo, un progetto nato dalla collaborazione tra Italia e Francia, che ne sono anche i principali finanziatori, a cui si sono aggiunte nel tempo Olanda, Polonia e Ungheria. Virgo dispone di un interferometro (lo strumento che capta le onde graviatazionali) e lavora in tandem con Ligo, il gemello americano, che di strumenti ne ha due: uno nel nordest, nello Stato di Washington, e uno a sudovest, in Louisiana. Agli americani si sono aggregati Germania, Regno Unito, Australia, India e Spagna...
Quanto costa Onde gravitazionali osservatorio virgo cascina (3)L’Infn (Istituto nazionale di fisica nucleare) e il Cnrs (Centro nazionale della ricerca scientifica francese) mettono 4,5 milioni di euro all’anno ciascuno. Quindi la struttura ha un budget di 9 milioni all’anno. Come vengono impiegate le risorse Il 30% è per pagare il personale, un altro 30% serve per le spese vive dell’esperimento e il resto serve alla manutenzione dell’infrastruttura e delle altre parti che non riguardano l’upgrade. Le spese di personale comprendono gli stipendi e le borse di studio, perché l’osservatorio è anche un centro di training per molti studenti che da qui vanno a lavorare nelle industrie o anche al Ligo, il progetto americano. Quanto costa il potenziamento Il potenziamento dell’interferometro italiano costa circa 23 milioni di euro. Quello dei due strumenti Usa è costato oltre 200 milioni. “Noi – spiega il direttore Federico Ferrini – avevamo dei vincoli imposti dalle agenzie, che hanno detto che questa era la cifra che noi potevamo considerare. Abbiamo adattato anche alcune soluzioni tecniche per poter rientrare dentro questa cifra che le agenzie già generosamente ci davano”. Quanti soldi è costato tutto fino ad oggi L’interferometro di Cascina è costato complessivamente, dall’inizio a oggi, meno di 200 milioni di euro. I due strumenti americani invece sono costati nell’ordine di un miliardo. Quanta gente ci lavora A Cascina ci sono circa cinquanta dipendenti fissi, tra scienziati e ingegneri, e una decina a termine. Ma qui convergono anche i ricercatori francesi, polacchi, ungheresi e olandesi che portano avanti pezzi del progetto nei rispettivi laboratori e periodicamente vengono alla base a coordinarsi coi colleghi e a fare il punto. Sono frequenti poi anche le visite dei colleghi del Ligo. I bracci dell’interferometro italiano sono più piccoli Quelli americani hanno bracci di 4 chilometri, quello italiano solo di 3. “Quattro chilometri – spiega Ferrini – non ci entravano qui. Avremmo dovuto attraversare la strada che collega Pontedera a Livorno. Abbiamo un limite fisico. Gli americani li hanno messi uno nel deserto vicino a Seattle, in una zona dove trattano rifiuti nucleari, e l’altro tra gli acquitrini della Lousiana, in mezzo agli alligatori. Avevano spazio a sufficienza“. Lo spazio di ultravuoto più grande del mondo I tre interferometri rappresentano il più grande sistema al mondo di ultravuoto (quello di Cascina è di 7mila metri cubi, quelli americani sono un po’ più grandi), il che richiede moltissima manutenzione, perché le pompe vanno cambiate continuamente. C’è un vuoto cento volte più spinto di quello del tunnel dell’acceleratore di particelle del Cern di Ginevra. Quando è nato L’idea risale ai primi anni Ottanta, frutto della collaborazione tra il fisico italiano Adalberto Giazotto e l’ottico francese Alain Brillet. Il primo progetto è datato 1987. Le tappe L’autorizzazione arrivò nel 1994. Nel 2003 lo strumento era stato costruito. Sono seguiti quattro anni di test, nel 2007 era pienamente operativo. Ma non aveva ancora la sensibilità sufficiente: avrebbe captato, secondo le stime, solo un evento al secolo. Il potenziamento Onde gravitazionali osservatorio virgo cascina (7)E’ scattata così l’idea del potenziamento, tuttora in corso. La rilevazione delle onde gravitazionali, avvenuta nel settembre 2015, è stata compiuta perciò dagli strumenti americani. Quello italiano era spento. Il lavoro che terminerà a fine marzo. L’interferometro tornerà pienamente operativo, secondo i programmi, da settembre Fonte: www.meteoweb.eu
La notizia della prima osservazione diretta delle onde gravitazionali sta facendo rapidamente il giro del mondo. La scoperta proviene dall’interferometro (uno strumento capace di analizzare come si compongono le onde) americano Ligo ma c’è anche lo zampino dell’Italia che, con l’interferometro Virgo, co-fondato dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, ha dato un deciso contributo. Abbiamo intervistato Leopoldo Milano, cofondatore di Virgo e già docente di fisica sperimentale all’università Federico II di Napoli... Qual è stato il ruolo di Virgo in questa scoperta? “In particolare, la condivisione del sistema di analisi dati che è comune tra  Ligo e Virgo. Al momento, Virgo è in fase di upgrade, di messa a punto per arrivare a un Advanced Virgo, una versione potenziata, entro la fine dell’anno. Virgo ha ricevuto i dati da Ligo e li ha analizzati trovando quello che avevano trovato i colleghi di Ligo”. Quali sono le differenze tra Virgo e Ligo e che rapporto hanno avuto finora le due strutture? “La differenza tra i due sistemi interferometrici è che in Virgo si è scelto di privilegiare la rilevazione per segnali di bassa frequenza, mentre per Ligo si andava a guardare a frequenze un po’ più alte. Virgo e Ligo hanno cominciato a essere operativi intorno al 2000 e fino al 2006, circa, c’è stata una sorta di competizione… Poi dal 2006 si sono presi dati in comune ed è nata un’unica collaborazione che è andata avanti fino al 2010 inoltrato, quando sono cominciati i lavori dell’upgrade dei due interferometri. Ligo ha terminato il suo attorno ad agosto 2015. Se anche Virgo finito il suo upgrade prima, probabilmente avrebbe visto anche lui queste onde…”. Ma Virgo c’è mai andato vicino all’osservazione delle onde gravitazionali? “Be’, diciamo di sì. Avendo privilegiato la strategia delle basse frequenze, ha guardato soprattutto alle eventuali emissioni di pulsar. In particolare Virgo ci è andato abbastanza vicino con pulsar delle Vele e della Nebulosa del Granchio. A Virgo va riconosciuto di aver stabilito limiti superiori su parametri che caratterizzano una emissione di onde gravitazionali”. Qual è il futuro della collaborazione Virgo-Ligo? “Due interferometri in America e uno in Italia sono sufficienti per determinare con completezza tutti i parametri di un’onda gravitazionale e, in questo senso, Virgo e Ligo continueranno a collaborare fruttuosamente tra loro. Però, non c’è da escludere l’importanza dell’attivazione di interferometri in India (Indigo), in Giappone (Kagra) e, sperabilmente, anche in Australia, in modo da effettuare con certezza sia la caratterizzazione dell’onda escludendo tutti i rumori possibili del mondo. Pensi che da settembre, fino a oggi, sono state prese molte precauzioni in Ligo per evitare rumori che potessero interferire nella presa dati. Per esempio, si è addirittura verificato che un fulmine di 500 chiloampère caduto in Burkina Faso disturbasse o meno lo strumento, e si è visto che questo non accadeva (attraverso misure di magnetometri che misurano il rumore ambientale di origine elettromagnetica in Ligo). Quindi, possiamo stare tranquilli”. Abbiamo trovato le onde gravitazionali, e questo è chiaro. Questa ricerca ci svela anche altre cose importanti? “Sì. Attraverso il primo run di Ligo è stata rivelata la coalescenza di buchi neri e questo ci ha permesso di arrivare anche a trovare l’evidenza sperimentale dell’esistenza dei buchi neri, cosa che finora non era mai stata fornita. Inoltre, è stata confermata in pieno la teoria della Relatività generale: le teorie alternative della gravitazione al momento sembrano essere messe fuori gioco, con la rilevazione di questo evento”. Quali sono allora le ricadute di un insieme di scoperte del genere “L’apertura di una nuova finestra di osservazione dell’Universo. Oggetti che nell’elettromagnetico sono di fatto non visibili possono essere resi visibili attraverso l’emissione di onde gravitazionali. Riusciremo a vedere come è andata l’evoluzione dell’Universo dall’inizio fino a circa 400mila anni dopo il Big Bang (quando, cioè, apparve la luce)”. Fonte: www.wired.it