Venerdì 6 giugno è stato inaugurato a Genova, presso il dipartimento di fisica dell’Università, il laboratorio GALILEO, dedicato allo studio dell’ottica quantistica applicata alla rivelazione di onde gravitazionali, in particolare per il futuro osservatorio Einstein Telescope (ET).
La realizzazione del laboratorio rientra tra gli obiettivi del progetto ETIC, finanziato dal Ministero dell’Università e della Ricerca (MUR) nell’ambito della Missione 4 del PNRR, di cui l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) è capofila. ETIC sostiene la candidatura italiana a ospitare ET in Sardegna, nell’area dell’ex miniera di Sos Enattos, nel Nuorese, attraverso la caratterizzazione del sito candidato e la creazione di una rete di laboratori di ricerca all’avanguardia in tutta Italia.
L’evento inaugurale è stato aperto dai saluti istituzionali di Marco Pallavicini, vicepresidente dell’INFN, Mauro Gino Taiuti, direttore della sezione di Genova dell’INFN, Riccardo Ferrando, direttore del dipartimento di fisica dell’Università di Genova, e Laura Gaggero, prorettrice alla ricerca dell’Università di Genova. A seguire, il responsabile della collaborazione internazionale ET, Michele Punturo, ha presentato il progetto ETIC (di cui è coordinatore), mentre Andrea Chincarini, responsabile di GALILEO, e Barbara Garaventa, responsabile di ET Genova, hanno illustrato le sfide scientifiche e tecnologiche del nuovo laboratorio. Infine, prima del tradizionale taglio del nastro, Riccardo Damasco e Claudio Camilli (PHA.SE Srl) e l’architetto Mario Frusca hanno approfondito alcuni aspetti infrastrutturali e ingegneristici di GALILEO.
“Il nostro Ateneo ospita da anni la sezione genovese dell’INFN, storicamente una tra le più prestigiose dell’Istituto. Questo rapporto di buon vicinato si è tradotto in una proficua collaborazione scientifica che contribuisce costantemente a un arricchimento professionale reciproco”, afferma il Rettore dell’Università di Genova Federico Delfino. “Il Laboratorio GALILEO rappresenta una nuova pietra miliare nella crescita dell’INFN genovese e di questo mi congratulo con le colleghe e i colleghi che vi lavorano con impegno e che stimo per il loro elevato profilo scientifico”.
“Il laboratorio GALILEO, che oggi nasce grazie collaborazione fruttuosa e di lungo corso tra l’Università di Genova e l’INFN, lavorerà nel contesto di due ambiti essenziali, come l’ottica quantistica e la riduzione del rumore magnetico, con l’obiettivo di sviluppare tecnologie all’avanguardia per Einstein Telecscope”, spiega Marco Pallavicini, vicepresidente dell’INFN. “Una missione importante che conferma il ruolo di primo piano giocato in questo ambito di ricerca dal Dipartimento di Fisica dell’Università e dalla Sezione di Genova dell’INFN, già fortemente coinvolta nell’esperimento Virgo, attualmente in corso”.
Rispetto ai rivelatori di onde gravitazionali attualmente operativi (LIGO, negli Stati Uniti, Virgo, in Italia, e KAGRA, in Giappone), la sensibilità di Einstein Telescope sarà almeno dieci volte superiore, che si traduce nella possibilità di avere accesso a un volume di cielo mille volte più grande. Per raggiungere questo obiettivo, ET avrà necessità di tecnologie all’avanguardia, che siano in grado di eliminare o mitigare le diverse fonti di rumore, come quello quantistico o magnetico, che potrebbero compromettere le misurazioni dell’esperimento.
“Il rumore quantistico è uno delle principali sorgenti di rumore degli interferometri per onde gravitazionali attuali e di terza generazione. È presente in tutta la banda di frequenza di osservazione ed è dovuto alle fluttuazioni di vuoto della luce laser utilizzata negli interferometri. Per mitigare questo effetto, ET dovrà adottare una tecnica quantistica chiamata squeezing, già usata negli strumenti attuali, che permette di ridurre l’incertezza quantistica su uno dei due parametri – posizione o impulso – della luce”, spiega Barbara Garaventa. “Il rumore magnetico è invece legato alla sensibilità ai campi magnetici e alle loro fluttuazioni: è dominante alle basse frequenze, nello specifico tra pochi hertz e 100 hertz, accessibili ai rivelatori di onde gravitazionali di terza generazione, tra cui Einstein Telescope. Per ET occorrerà quindi sviluppare strategie di mitigazione del rumore magnetico in prossimità di parti sensibili dell’interferometro”.
“Nell’ambito di Einstein Telescope, il laboratorio GALILEO punta a sviluppare tecnologie utili per la mitigazione del rumore quantistico e magnetico”, aggiunge Andrea Chincarini. “Più nel dettaglio, il progetto prevede un laboratorio ad hoc di ottica quantistica, con camera pulita, per lo sviluppo e test di cavità ottiche e dispositivi ottici utili per ET, a integrazione di esperimenti di generazione di squeezing, e una nuova facility per la caratterizzazione e misurazione dell’emissione magnetica di dispositivi, finalizzata alla mitigazione del rumore magnetico”.
