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  19-05-2011: TELESCOPIO GIGANTE, 100 METRI SOTTOTERRA, PER ASCOLTARE I SUONI DELLO SPAZIOTEMPO 
 ELENCO COMPLETO 
Rappresentazione grafica della struttura dell
Rappresentazione grafica della struttura dell

Copyright ET Collaboration


La comunita' scientifica delle onde gravitazionali presenta il progetto per la realizzazione dell'osservatorio di prossima generazione ET

Domani, 20 maggio, presso l'European Gravitational Observatory (EGO), in provincia di Pisa, a Cascina, i fisici europei presentano uno dei progetti piu' ambiziosi dopo l'acceleratore LHC di Ginevra. Si tratta di un telescopio dedicato ad Albert Einstein: si chiamera', infatti, Einstein Telescope, ET. ET sara' un enorme triangolo di circa trenta chilometri di perimetro e verra' realizzato sottoterra per captare le onde gravitazionali, increspature dello spaziotempo che si propagano alla velocita' della luce, generate dai ''cataclismi cosmici'', come l'esplosione di supernovae o lo scontro tra buchi neri.

Prodotte da masse stellari in movimento accelerato, le onde gravitazionali hanno un'ampiezza infinitesima. Per questa loro caratteristica rivelarle e' davvero difficile, cosi' difficile che non ci siamo ancora riusciti, cosicche' oggi rappresentano il tassello mancante alla verifica sperimentale della Teoria della Relativita' Generale di Albert Einstein. Per intercettarle stiamo costruendo strumenti sempre piu' sofisticati di cui ET rappresentera' la prossima frontiera. ''Grazie alla sua estrema sensibilita' alle basse frequenze, ET ci permettera' di osservare con regolarita' le onde gravitazionali inaugurando cosi' l'era di un nuovo tipo di astronomia, l'astronomia gravitazionale: sara' una vera e propria rivoluzione scientifica'', spiega Michele Punturo, dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) di Perugia e coordinatore scientifico dello studio di progetto che la comunita' dei ricercatori europei presentera' domani. ''ET e' sostenuto dalla Commissione Europea e inserito nel VII Programma Quadro: questo testimonia il suo valore nell'ambito della ricerca fondamentale e tecnologica'', sottolinea Federico Ferrini, direttore di EGO e coordinatore del progetto di studio per ET. ''ET - prosegue Ferrini - si propone come un progetto comune che riunisca tutti gli scienziati europei impegnati nello studio delle onde gravitazionali, rappresentera' per loro uno strumento di indagine completamente nuovo''. ''Dopo tre anni di lavoro, la comunita' scientifica impegnata nello studio delle onde gravitazionali, che comprende pi? di 200 scienziati provenienti dall?Europa e dal resto del mondo, presenta lo studio sull'Einstein Telescope, un progetto che apre la strada alla scoperta di un universo ancora sconosciuto'', aggiunge Fulvio Ricci della sezione INFN di Roma 1 La Sapienza.

Lo studio di progetto
ET e' una delle pi? emozionanti imprese scientifiche dei prossimi anni: il progetto prevede la realizzazione di un osservatorio sotterraneo, a una profondita' tra i 100 e i 200 metri per isolarlo dai movimenti sismici. La struttura ospitera' un interferometro con bracci lunghi 10 km: sara' un ''orecchio'' in grado di ''ascoltare'' per la prima volta con regolarit? quelle onde gravitazionali che finora sono state l'araba fenice della fisica astroparticellare. Rivelare le onde gravitazionali significherebbe anche studiare la formazione dell?Universo oltre quella cortina grigia rappresentata dai 380.000 anni dopo il Big Bang, quando il cosmo ha iniziato a essere ''trasparente'' per la radiazione elettromagnetica, e quindi osservabile: quella e' l'epoca, infatti, a cui risale la radiazione cosmica di fondo (CMB, Cosmic Microwave Background), la piu' antica forma di radiazione ''visibile'' coi nostri telescopi.

Come spiegano i fisici europei, ET rappresenta la terza generazione di osservat?ri per la ricerca delle onde gravitazionali.
La prima generazione e' costituita da interferometri laser che hanno raggiunto la sensibilita' prevista dal progetto, dimostrando che le tecnologie necessarie per ottenerla potevano essere sviluppate e verificando la correttezza del principio su cui si basava tutto il lavoro. Di questa prima generazione fa parte VIRGO, l'esperimento coordinato da EGO a cui partecipa l'INFN, costituito da un interferometro con due bracci perpendicolari lunghi 3 Km l'uno, che si stendono nella campagna pisana.
La seconda generazione, quella che sta per essere messa in campo - di cui fa parte ADVANCED VIRGO - e' rappresentata da interferometri laser con una sensibilita' dieci volte maggiore rispetto ai predecessori, e in grado di misurare variazioni di lunghezza subatomiche nel percorso dei fasci laser che corrono all'interno dei bracci. Questa generazione sara' quindi in grado di rivelare per la prima volta in modo diretto un'onda gravitazionale, aprendo l'era dell'astronomia gravitazionale. In ogni caso, per avviare e proseguire gli studi di questa nuova astronomia c'e' bisogno di strumenti ancora piu' sensibili e potenti, le cui osservazioni possano essere correlate con quelle dei telescopi che rivelano i raggi cosmici, i neutrini e la radiazione elettromagnetica.
Il passo ulteriore sara' appunto ET: uno strumento cosi' preciso da permettere la ricostruzione di fenomeni avvenuti un milionesimo di miliardesimo di secondo dopo il Big Bang, un'era in cui nessun telescopio attuale puo' penetrare ma dove ET ci potrebbe invece portare.

Approfondimento. La ricerca delle onde gravitazionali in Italia, l'esperimento VIRGO
Nel nostro Paese e' in corso la caccia alle onde gravitazionali, grazie a un gigantesco e sensibilissimo interferometro laser: si tratta di VIRGO, in attivita' a Cascina, nella campagna pisana. Frutto di una collaborazione italo-francese tra INFN e CNRS e gestito dal consorzio EGO, VIRGO e' un rivelatore costituito da due bracci perpendicolari di 3 km ciascuno, lungo i quali, all'interno di grandi tubi a vuoto, viaggiano due fasci laser. Il raggio laser iniziale e' diviso in due fasci distinti da uno specchio semitrasparente. Questi vengono poi piu' volte riflessi, avanti e indietro, da speciali specchi in modo da aumentarne il percorso fino a 300 km, e infine vengono ricomposti. La loro sovrapposizione finale produce quella che viene chiamata figura di interferenza. Se un'onda gravitazionale attraversa l'interferometro, la lunghezza dei bracci varia e la figura di interferenza si modifica.
VIRGO e' in grado di misurare variazioni di lunghezza dei bracci un miliardo di volte piu' piccole del diametro di un atomo. Costruire uno strumento cosi' sensibile e' stata ovviamente non solo una sfida scientifica ma anche tecnologica. Gli specchi di VIRGO hanno una riflettivita' del 99,999%. La loro superficie e' cosi' levigata che le dimensioni di eventuali irregolarita' sono dell'ordine del miliardesimo di metro. Per evitare che movimenti del terreno li mettano in vibrazione e' stato costruito un sistema di superattenuatori: cioe' giganteschi ammortizzatori che sostengono gli specchi mediante catene di pendoli. E, per escludere disturbi dovuti alla rifrazione dell?aria, il fascio laser viaggia all'interno di tubi a ultra-alto vuoto, dove la pressione e' di un millesimo di miliardesimo di atmosfera.
VIRGO collabora con altri tre interferometri: i due LIGO negli Stati Uniti e GEO600 in Germania.
Raccogliere dati in coincidenza permette di riconoscere e scartare segnali spuri. E, se un'onda gravitazionale venisse rivelata, la differenza del suo tempo d'arrivo nei vari dispositivi consentirebbe di localizzare la sorgente che l'ha prodotta. Sarebbero le prime osservazioni di una nuova astronomia.


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