Una nuova era per la scienza delle onde gravitazionali

Ligo-Virgo: i commenti dei fisici dell'Università di Trento sulla notizia della prima misura congiunta di onde gravitazionali, annunciata ieri da parte di tutti e tre i rivelatori

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Il gruppo di ricerca dell’Università di Trento è impegnato nella ricerca di onde gravitazionali con rivelatori terrestri da quasi trent’anni, con il sostegno dell’INFN.
L’attività si è estesa presso l’Università di Padova e INFN Padova, formando un secondo gruppo di ricerca in stretta sinergia sulle medesime attività.
Dal 2007 ha dato contributi fondamentali alla analisi delle osservazioni LIGO-Virgo, incluse le osservazioni della prima onda gravitazionale e della sorgente annunciata oggi.
In campo sperimentale, il gruppo sviluppa dispositivi quantistici per la produzione di uno stato di buio con rumore compresso per migliorare le prestazioni di Virgo nelle prossime campagne osservative. Recentemente il gruppo si è rafforzato sia in ambito sperimentale che teorico ed è così in grado di coprire molti aspetti interessanti della ricerca in questo campo, dal potenziamento dei rivelatori all’analisi e interpretazione delle osservazioni, in particolare per stelle di neutroni.
Questi investimenti in personale e infrastrutture per lo studio delle onde gravitazionali con rivelatori terrestri sono completati dal forte impegno di Trento nel campo rivelatori basati nello spazio, in preparazione della futura missione LISA.
 
«Le collaborazioni LIGO e Virgo analizzano le osservazioni in modo congiunto dal 2007 e questo ha permesso ai ricercatori di Virgo di contribuire in modo determinante anche alla prima osservazione di un’onda gravitazionale nel 2015, – commenta Giovanni Andrea Prodi, fisico dell’Università di Trento e coordinatore delle attività di analisi dati di Virgo. – Ora le soddisfazioni scientifiche sono ancora maggiori, grazie al potenziamento della rete dei rivelatori reso possibile dall'ingresso di Virgo.
«I tre rivelatori hanno lavorato ad agosto come un singolo strumento planetario e oggi presentiamo il primo importante frutto di questa campagna osservativa.»
 
LIGO-Virgo ha identificato per la quarta volta una fusione di una coppia di buchi neri, molto simile per caratteristiche alla prima osservata.
«Il fatto ancora più importante – continua Prodi – è che ora siamo in grado di ottenere informazioni finora inaccessibili sulla sorgente. P
«er la prima volta abbiamo potuto effettuare una triangolazione per determinare la posizione della sorgente, che è stata indicata con la precisione sufficiente per aprire un nuovo scenario.
«Questo segna la svolta che rende possibile l'astronomia congiunta di onde gravitazionali, onde elettromagnetiche e neutrini, cioè il nuovo campo dell’astronomia multimessaggera.
«La triangolazione sfrutta le differenze dei tempi di arrivo dell’onda nei diversi rivelatori: le onde gravitazionali viaggiano alla velocità della luce, percorrendo in 10 millisecondi la distanza fra i due rivelatori LIGO e in 27 millisecondi la distanza fra Virgo e un rivelatore LIGO.
«Ciò rende possibile ricostruire un fascio più stretto di possibili direzioni della sorgente nel cielo.»
 
A questo si aggiunge che con la rete di tre rivelatori si possono controllare le due componenti di polarizzazione dell’onda gravitazionale, grazie al fatto che l’onda gravitazionale si proietta in modo diverso su Virgo rispetto ai due rivelatori LIGO.
«Le osservazioni con LIGO più Virgo forniscono un arricchimento dei nostri sensi. È un po’ come accade quando si utilizzano gli occhiali polarizzati per guardare un film in 3D» – aggiunge Antonio Perreca, fisico recentemente trasferitosi all’Università di Trento dal California Institute of Technology (collaborazione LIGO).
«L’aggiunta di Virgo alla rete di osservatori gravitazionali ci permette finalmente di aprire un nuovo capitolo nella storia della Fisica e dell’Astronomia, con studi sempre più precisi su sorgenti astrofisiche fino ad oggi poco comprese, – commenta il fisico Bruno Giacomazzo dell’Università di Trento. – Dà anche un contributo fondamentale alle ricerche fatte dagli osservatori astronomici tradizionali a terra e nello spazio.»