I ricercatori dell’Università di Southampton sono destinati a svolgere un ruolo chiave nello sviluppo della prossima generazione di rilevatori di onde gravitazionali, che potrebbero aiutare gli astronomi a sondare i confini più remoti del cosmo.
Spazio – foto illustrativa. Credito immagine: Pixabay (licenza gratuita Pixabay)
Un consorzio di sette università britanniche, tra cui l’Università di Southampton, ha ottenuto un sostegno di 7 milioni di sterline dal Fondo per le infrastrutture di ricerca e innovazione del Regno Unito (UKRI).
Il progetto riunisce esperti di gravità delle università di Birmingham, Cardiff, Glasgow, Portsmouth, Southampton, Strathclyde e della Scozia occidentale. Nel corso dei prossimi tre anni, svilupperanno progetti per nuovi rivestimenti di specchi, tecniche di analisi dei dati e sistemi di sospensione e isolamento sismico da utilizzare in due futuri progetti internazionali di sviluppo di rilevatori di onde gravitazionali.
I progetti – Cosmic Explorer negli Stati Uniti e Einstein Telescope in Europa – sono attualmente nelle prime fasi del lavoro di progettazione. Si prevede che saranno completamente costruiti e online entro la fine del prossimo decennio.
Le collaborazioni internazionali dietro i rilevatori di prossima generazione prevedono che saranno abbastanza sensibili da rilevare segnali provenienti dai confini più estremi dell’universo.
Cosa sono le onde gravitazionali?
Le onde gravitazionali sono deboli increspature nello spaziotempo causate da enormi eventi astronomici come la collisione di buchi neri.
I rilevatori di onde gravitazionali funzionano facendo rimbalzare i laser tra specchi sospesi a ciascuna estremità di lunghi tubi spesso disposti a forma di L. Quando le onde attraversano i rilevatori, provocano minuscole variazioni nella distanza tra gli specchi misurata dai laser.
L’analisi dei dati catturati durante il passaggio delle onde gravitazionali può rivelare una grande quantità di informazioni sulla loro origine nello spazio.
L’osservatorio LIGO ha effettuato la storica prima rilevazione di onde gravitazionali nel 2015, aprendo un campo completamente nuovo dell’astronomia che “ascolta” le vibrazioni nello spaziotempo, invece di cercare informazioni attraverso lo spettro elettromagnetico. Da allora, i rilevatori di onde gravitazionali hanno fatto scoperte spettacolari, inclusi segnali provenienti da oltre 100 coppie di buchi neri in collisione.
Rivelatori di nuova generazione
La prossima generazione di rilevatori sarà significativamente più ambiziosa rispetto ai progetti attuali, con laser rimbalzati tra specchi sospesi e privi di vibrazioni esterne posizionati fino a 40 km di distanza invece di 4 km. Anche gli specchi saranno più grandi e più pesanti poiché raddoppieranno il diametro fino a circa 60 cm.
La portata ampliata dei rilevatori aiuterà a gettare nuova luce su come si sono formati i buchi neri nelle prime epoche, su come si comporta la materia nelle stelle di neutroni e a captare le onde gravitazionali che gli attuali osservatori non sono in grado di rilevare.
Il professor Nils Andersson, co-investigatore del progetto e capo del gruppo Gravity dell’Università di Southampton, ha dichiarato: “Sono molto entusiasta di questo progetto. Si tratta di un passo importante verso lo sviluppo di osservatori di onde gravitazionali incredibilmente sensibili che ci permetteranno di esplorare il lato oscuro dell’Universo a un livello di dettaglio che oggi possiamo solo immaginare. Impareremo molto di più sui buchi neri e sulla fisica estrema delle stelle di neutroni. Questo promette di essere un viaggio affascinante.
Scienziati del Regno Unito, finanziati dal Science and Technology Facilities Council (STFC), sono coinvolti nella ricerca sulle onde gravitazionali da diversi decenni. Hanno contribuito alla progettazione, alla tecnologia di sospensione degli specchi e all’analisi dei dati che sono alla base dell’attuale generazione di osservatori di onde gravitazionali: LIGO negli Stati Uniti, Virgo in Italia e KAGRA in Giappone.
“Da centinaia di rilevamenti all’anno, a centinaia di migliaia”
La professoressa Sheila Rowan, direttrice dell’Istituto per la ricerca gravitazionale dell’Università di Glasgow e ricercatrice principale del progetto, ha dichiarato: “Sono entusiasta di continuare il nostro lavoro con la STFC e i partner in tutto il Regno Unito per sviluppare componenti chiave della prossima generazione di osservatori di onde gravitazionali, che hanno il potenziale per rivoluzionare la nostra comprensione dell’universo.
“Abbiamo già imparato molto da LIGO, Virgo e KAGRA, e attualmente siamo a metà del nostro quarto importante ciclo di osservazione che ci sta portando, in media, diverse nuove rilevazioni a settimana. La prossima generazione potrebbe compiere un salto da centinaia di rilevamenti all’anno a centinaia di migliaia: un vasto tesoro di nuove informazioni che porta con sé nuove sfide nell’elaborazione dei dati che lavoreremo per contribuire a risolvere negli anni a venire .
Il professor Mark Thomson, presidente esecutivo del Science and Technology Facilities Council (STFC) e sostenitore del Regno Unito per la ricerca e l’innovazione (UKRI) per le infrastrutture, ha dichiarato: “Il rilevamento delle onde gravitazionali è stato uno dei recenti sviluppi più entusiasmanti nella scienza e ha fornito noi con un modo completamente nuovo di osservare l’universo.
“Questo nuovo investimento dell’UKRI consentirà agli scienziati britannici di svolgere un ruolo chiave nello sforzo internazionale per sviluppare la prossima generazione di osservatori di onde gravitazionali ancora più sensibili, che amplieranno notevolmente la nostra comprensione del cosmo”.
“Il Regno Unito ha dato un contributo chiave a LIGO Iniziale e Avanzato, e attualmente all’aggiornamento A+ negli Stati Uniti, e la continua partecipazione dei nostri colleghi britannici ci dà fiducia che i nostri obiettivi scientifici possano essere realizzati”, ha affermato David Shoemaker, Project Manager per il Progetto Esploratore Cosmico. “Le intuizioni uniche del team britannico sia nella strumentazione che nella scienza osservativa sono ingredienti importanti per realizzare la nostra visione condivisa di Cosmic Explorer”.
“Il progetto Einstein Telescope sta ora completando la fase di preparazione e si sta avviando verso l’implementazione”, ha affermato Michele Punturo, portavoce della Collaborazione Scientifica ET. “Il prezioso contributo dei nostri colleghi del Regno Unito, ora sostenuto da questa sovvenzione, rafforza la collaborazione di ET e ci dà fiducia che gli ambiziosi obiettivi di ET verranno raggiunti”.
Fonte: Università di Southampton
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org
