Uno dei bracci dell’interferometro Virgo. Crediti: Ufficio comunicazione Infn
Oggi, primo agosto, l’interferometro Virgo è entrato ufficialmente in presa dati affiancando i due rivelatori americani Ligo già attivi nella caccia alle onde gravitazionali. All’esperimento l’Italia partecipa con l’Istituto nazionale di fisica nucleare.
L’entrata di Virgo, che si trova a Cascina (Pisa) presso lo European Gravitational Observatory (Ego), segna un passo in avanti fondamentale per il programma di ricerca delle onde gravitazionali. Infatti, solo con tre rivelatori attivi contemporaneamente è possibile, grazie alla triangolazione, potenziare enormemente la capacità di localizzazione delle sorgenti da cui si originano le onde gravitazionali. Questo ci permetterà di osservare la regione di cielo da cui è arrivata l’onda gravitazionale alla ricerca di segnali di altro tipo (elettromagnetico o neutrini).
I tre interferometri saranno in presa dati fino al 25 agosto 2017, data in cui si concluderà l’Observational Run 2 (O2) e che segnerà l’inizio di una fase di manutenzione e upgrade per migliorare ulteriormente la sensibilità che durerà circa un anno. Il funzionamento in contemporanea dei tre rivelatori è la prima pietra di un edificio ambizioso: un network di cinque rivelatori (oltre ai due Ligo negli Stati Uniti e a Virgo in Italia, un interferometro in Giappone e uno in India) che saranno in grado di esplorare il cielo alla ricerca delle onde gravitazionali con una sensibilità senza precedenti.
In alto, la proiezione 3D della Via Lattea su un globo trasparente mostra la possibile localizzazione dei tre eventi individuati da Ligo (e anche dell’evento candidato Lvt15012). Il bordo esterno rappresenta la regione di confidenza con probabilità del 90 per cento, mentre la regione interna con il 10 per cento. Nell’immagine in basso, invece, una simulazione mostra come la localizzazione migliora aggiungendo Virgo ai due interferometri Ligo. Crediti: Ligo/Leo Singer (Via Lattea: Axel Mellinger)
Virgo entra in presa dati in seguito al completamento del progetto Advanced Virgo, una fase di upgrade durata cinque anni centrata sul miglioramento della sensibilità del rivelatore che è stata portata oltre i 25 Megaparsec (unità di misura “standard” che corrisponde alla distanza alla quale è visibile la radiazione gravitazionale emessa da una coppia di stelle di neutroni da 1.4 masse solari). Questa sensibilità, pur essendo ancora inferiore rispetto a quella di Ligo, in presa dati da due anni, consente già di osservare un volume di universo dieci volte più grande rispetto a quello osservabile da Virgo nel 2011 ed è adeguata per confermare nuovi potenziali segnali di onde gravitazionali e per aumentare significativamente l’accuratezza della localizzazione delle sorgenti.
«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», commenta Gianluca Gemme, responsabile nazionale Infn di Virgo.
«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», spiega Giovanni Losurdo, ricercatore Infn, che ha coordinato il progetto Advanced Virgo.
«Ci sono voluti molti anni di intenso e innovativo lavoro per realizzare gli ambiziosi obiettivi dell’upgrade di Virgo. Mi preme sottolineare il lavoro eccezionale svolto dai membri della collaborazione Virgo, di Ego e dei laboratori partecipanti», conclude Federico Ferrini, direttore dello European Gravitational Observatory.
Al termine dell’Observation Run 2 tutti gli interferometri entreranno in una fase di upgrade per potenziare ulteriormente la sensibilità. Virgo, in particolare, procederà alla sostituzione dei fili metallici che attualmente sospendono gli specchi con fibre di vetro, all’aumento della potenza del laser e all’installazione di un sofisticato sistema di ottica quantistica per ridurre il rumore introdotto dalla luce del laser. La prossima fase di presa dati di Ligo-Virgo, l’Observational Run 3, è prevista per l’autunno 2018.