Nel cuore di Virgo dove è nata la scoperta del secolo

Un ricercatore nel tunnel dell'interferometro

L’idea dell’osservatorio è nata negli anni Ottanta. La struttura di Cascina è formata da due bracci lunghi tre chilometri. L’utilità degli interferometri in rete

CASCINA. La quiete della campagna cascinese sembra attraversata solo dal vento che soffia sui campi vicini al canale scolmatore. L'impressione è ingannevole. Da 20 anni la frazione di Santo Stefano a Macerata ospita uno dei siti di ricerca scientifica più importanti al mondo, nato da una collaborazione tra l'Istituto nazionale di fisica nucleare e l'omologo ente francese. Una collaborazione cresciuta nel tempo che ha visto aggiungersi gli istituti di Polonia, Olanda e Ungheria. Un esperimento che ha portato quella che da più parti è stata definita "la scoperta del secolo" e dagli stessi ricercatori come "l'alba dell'astronomia gravitazionale".

Nato dall'idea lanciata a metà degli anni ottanta dai fisici Adalberto Giazotto e Alain Brillet, Virgo fa parte di Ego, l'Osservatorio Gravitazionale Europeo, fondato nel 2000 dall'Italia con l'Infn, l'Istituto nazionale di fisica nucleare, e dalla Francia con il Cnrs, il Consiglio nazionale della ricerca scientifica. Oggi lavorano in Ego circa 250 ricercatori e il costo complessivo per la realizzazione è stato di circa 78 milioni di euro. Prima della conferenza per l’annuncio della scoperta epocale la visita nell’osservatorio.

Uno dei due bracci dell'antenna Virgo a Cascina

Un complesso imponente, formato da due bracci lunghi tre chilometri e posizionati perpendicolarmente, a formare una enorme L. Poggiato su piano perfetto, che corregge anche la curvatura terrestre. Per aumentare stabilità e isolamento degli strumenti utilizzati sono stati collocati al termine dei tubi anche dei superattenuatori, che evitano qualsiasi vibrazione degli specchi sospesi. All'interno dei bracci sono posizionati due tubi in cui corrono fasci di luce laser ad altissima stabilità. Il raggio parte nel punto in cui i due tubi si congiungono e attraversa l'ultra-alto-vuoto prodotto nei tubi. Una corsa senza interferenze, che riparte per cinquanta volte grazie al rimbalzo sugli specchi sospesi e che si conclude nel punto di origine dopo un tragitto di 150 chilometri. In tutti gli interferometri in assenza di disturbi esterni i due raggi si annullano, ma il 14 settembre scorso un'infinitesima variazione della distanza dei bracci di Ligo ha indotto uno sfasamento della luce che è stato registrato dal rivelatore. Una tecnica che permette di rilevare variazioni piccolissime, delle dimensioni di un miliardesimo del diametro di un atomo.

Questa sensibilità potrà essere ulteriormente aumentata nella versione potenziata di Virgo (Advanced Virgo) prevista nella seconda metà del 2016. Lo strumento diventerà circa 10 volte più potente e potrà guardare 10 volte più lontano, ampliando di mille volte il volume di universo che potrà osservare.

«Alcuni secoli fa, a pochi chilometri da qui, Galileo Galilei aprì la strada all'approccio scientifico all'astronomia - ha commentato Federico Ferrini, direttore di Ego -. La collaborazione tra lo statunitense Ligo e l'italiano Virgo, mettendo in rete i tre più grandi interferometri del mondo, è riuscita ad aprire oggi un nuovo orizzonte». È stato proprio Ferrini a fare gli onori di casa, ospitando i colleghi degli altri laboratori impegnati nella ricerca delle onde gravitazionali. Una conferenza stampa tutta in inglese, la lingua mondiale della ricerca scientifica. E Albert Lazzarini, direttore di Ligo, ha spiegato la natura di questa prima rilevazione, registrata il 14 settembre alle 11,50 e 45 secondi, secondo il fuso orario italiano.

«Gli strumenti hanno individuato la fusione di una coppia di buchi neri - ha raccontato Lazzarini -. Un buco nero grande 36 volte il nostro sole si è unito con un secondo buco nero grande 29 volte il nostro sole, liberando energia e generando un'onda gravitazionale che ha causato uno spostamento infinitesimale della terra». Il pianeta si è spostato e deformato di un valore pari a 4x10 alla meno 18 metri. Una misura causata da un evento che si è verificato circa un miliardo e 300 milioni di anni fa, anche l'onda gravitazionale ha attraversato la terra solo pochi mesi fa. La prima registrazione delle onde gravitazionali dà anche maggior spinta alla ricerca e Lazzarini ha annunciato che Virgo e le due antenne di Ligo (a Handford, nello Stato di Washington, e a Livingston, in Louisiana) amplieranno la collaborazione unendosi agli interferometri in via di realizzazione in Giappone e in India. «Restate sintonizzati per nuove scoperte» ha detto lo scienziato statunitense.

Il cuore dell'osservatorio gravitazionale

Catherine Nary-Man, dell'osservatorio di Nizza, ha ripercorso i primi passi dell'esperimento e di come dal 1992 in avanti si sia concretizzato il complesso Ego-Virgo, passando da interferometri di 30-50 metri alle strutture attuali. La scoperta ha portato a Cascina anche i responsabili dei cinque istituti di ricerca coinvolti nell'esperimento Virgo: Reynald Pain del francese Cnrs, Stan Bentvelsen dell'olandese Nikhef, Pawel Rowinski dell'accademia delle scienze della Polonia, Peter Levai del centro di ricerca fisica per l'Ungheria. Fernando Ferroni, presidente dell'Infn, ha citato il padre di Apple, Steve Jobs, e il suo "Stay hungry, stay foolish". Anche in campo scientifico non si può essere sempre del tutto razionali. «Chi avrebbe creduto - ha chiesto in inglese - che saremmo stati in grado di registrare una variazione di distanza tra la terra e il sole pari alla misura di un atomo?».

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