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EINSTEIN TELESCOPE

Einstein Telescope (ET) è la grande infrastruttura di ricerca del futuro rivelatore di onde gravitazionali da realizzare in Europa, un progetto di impatto scientifico e tecnologico di livello mondiale, che l’Italia è candidata a ospitare in Sardegna nell’area della miniera dismessa di Sos Enattos.
ET è ritenuto un progetto di punta a livello internazionale, tanto da essere incluso nella Roadmap di ESFRI 2021 (European Strategy Forum on Research Insfrastructures), l’organismo europeo che indica su quali infrastrutture scientifiche è decisivo investire in Europa, grazie a una proposta a guida italiana, supportata da Belgio, Paesi Bassi, Polonia e Spagna.
II Ministero dell’Università e della Ricerca (MUR), il 9 febbraio 2023, ha istituito con decreto del Ministro Anna Maria Bernini, un Comitato Tecnico-Scientifico di alto profilo a sostegno della candidatura italiana presieduto dal Premio Nobel per la Fisica Giorgio Parisi.

DEPLIANT ET ITALY

LA SCIENZA DI ET

UN VIAGGIO INDIETRO NEL TEMPO

INTEFEROMETRI A CONFRONTO

Obiettivi scientifici

Einstein Telescope è un progetto di ricerca fondamentale e dunque la sua missione primaria e prioritaria è di carattere scientifico: il suo obiettivo è la conoscenza, è studiare l’universo con le onde gravitazionali, attraverso la sua storia, ripercorrendola indietro nel tempo fino all’epoca in cui è comparsa la luce, per capirne l’origine, come si è formato ed evoluto e quale sarà il suo futuro. ET permetterà di rivelare fenomeni attesi ma ancora mai osservati, come l’emissione continua da stelle di neutroni, le esplosioni di supernovae e la misura del fondo cosmologico o astrofisico di onde gravitazionali. Grazie a questo, in particolare, sarà possibile studiare ad esempio i modi in cui si formano i buchi neri, le loro caratteristiche e la loro evoluzione. La rivelazione di molti segnali gravitazionali da stelle di neutroni consentirà invece di avere a disposizione un vero e proprio laboratorio di fisica nucleare, con caratteristiche non realizzabili sulla Terra, in cui poter studiare il comportamento della materia in condizioni estreme. Rivelare una grande quantità di questi eventi permetterà peraltro di studiare le popolazioni di buchi neri e stelle di neutroni, e realizzare così vere e proprie analisi demografiche sul nostro universo.

Einstein Telescope Italy, logotipo della candidatura italiana e schematizzazione delle due possibili configurazioni (© INFN)

Panoramica della miniera di Sos Enattos (© EGO/INFN)

L’infrastruttura e il sito italiano di Sos Enattos

Il progetto ET prevede la costruzione di una grande infrastruttura sotterranea che ospiterà un rivelatore di onde gravitazionali tra i 100 e i 300 metri di profondità per preservarlo in condizioni di “silenzio”, isolandolo dalle vibrazioni prodotte sia dalle onde sismiche, sia dalle attività umane, che costituiscono quello che viene chiamato “rumore”, in quanto fonte di disturbo per le misure che ET dovrà realizzare. Attualmente sono al vaglio della comunità scientifica due possibili configurazioni del rivelatore: una di forma a delta (Δ), con bracci lunghi dieci chilometri, che prevede la realizzazione di un solo strumento, e l’altra di forma a elle (L), come gli attuali interferometri gravitazionali, con bracci lunghi quindici chilometri, che prevede la realizzazione di due strumenti a sufficiente distanza l’uno dall’altro. I siti in competizione sono due: il sito italiano nell’area della ex miniera metallifera di Sos Enattos, nel Nuorese, nel nord est della Sardegna, e il sito olandese in un’area dell’euroregione del Mosa-Reno, al confine tra Paesi Bassi, Belgio e Germania.
Molte sono le motivazioni di carattere geologico che rendono l’area di Sos Enattos il luogo ideale per le attività di ET. Il rumore sismico, che condiziona le prestazioni del rivelatore a basse frequenze, è molto basso grazie alle caratteristiche geologiche della Sardegna.

La Sardegna è, infatti, una microplacca, ossia porzione distaccata della placca Euroasiatica che non è connessa alle zone tettoniche più attive, e quindi non è interessata da fenomeni di deformazione crostale o sismicità e vulcanismo. È di fatto una zona stabile e solida, caratterizzata da ammassi rocciosi ideali per costruire in sicurezza gli ambienti sotterranei che costituiranno il laboratorio di ET. Inoltre, la scarsa presenza di falde acquifere nella zona riduce la possibilità di infiltrazioni o di rumore sismico e newtoniano. Infine, nella zona di interesse in Provincia di Nuoro, tra i comuni di Bitti, Lula e Onanì, sono presenti grandi estensioni di aree rurali a bassissima densità di popolazione e quindi a ridotta attività antropica e industriale.

Scienza e tecnologia da Nobel

Einstein Telescope sarà un rivelatore di onde gravitazionali basato sui successi della tecnica dell’interferometria laser, impiegata negli esperimenti di seconda generazione LIGO e Virgo e sarà in grado di osservare un volume di universo almeno mille volte maggiore rispetto agli interferometri oggi attivi. Infatti, la sua sensibilità sarà notevolmente potenziata rispetto agli attuali esperimenti, grazie all’aumento delle dimensioni del rivelatore, e all’implementazione di tecnologie nuove e innovative.

L’idea di progetto di ET si fonda sui successi da Nobel di Virgo e LIGO che, grazie alle osservazioni realizzate dal 2015, anno della scoperta delle onde gravitazionali, ad oggi, hanno rivoluzionato il nostro modo di studiare l’universo, aprendo l’era dell’astronomia gravitazionale – lo studio dei corpi celesti e del cosmo attraverso le onde gravitazionali – e dell’astronomia multimessaggera – lo studio dello stesso fenomeno astrofisico attraverso le informazioni provenienti da più messaggeri cosmici: onde gravitazionali, radiazione elettromagnetica, neutrini. Le scoperte sulle onde gravitazionali, di cui l’Italia è stata protagonista grazie all’esperimento Virgo, che si trova allo European Gravitational Observatory (EGO) vicino a Pisa, hanno reso questo settore della ricerca fondamentale uno dei più promettenti.

La collaborazione scientifica

La comunità di ET è attiva da oltre 15 anni, e dal 2022 è organizzata in una collaborazione scientifica internazionale, composta da circa 1.600 persone, tra cui ricercatori, ingegneri, tecnici e scienziati dei dati, appartenenti a più di 230 istituzioni distribuite su 27 nazioni, sia in Europa, con Francia, Germania, Grecia, Repubblica Ceca, Svizzera, Regno Unito e Ungheria, sia nel mondo.

Per saperne di più, vai al sito del progetto