Di recente abbiamo avuto la possibilità di partecipare come ECL - LEONARDO CONSORZIO EUROPEO PER L’INGEGNERIA E L’ARCHITETTURA allo studio di fattibilità per la realizzazione dell'Einstein Telescope in Sardegna, presentato da ROCKSOIL SPA insieme a GDP GEOMIN SRL, INAR INGEGNERIA E ARCHITETTURA SRL, FERRO INGEGNERIA SRL, CRITERIA SRL, GEOTEC SPA. ECL è un’organizzazione il cui obiettivo è promuovere lo stile italiano nel mondo e rappresenta le migliori realtà nei settori dell'ingegneria e dell'architettura italiana. Le sue attività sono portate avanti in maniera integrata per fornire una prestazione complessiva che consenta alla Committenza di risolvere qualsiasi problema dovesse affrontare. Consorzio Leonardo conta diverse realtà in Italia (Cagliari, Modena, Lecce, Napoli, Treviso, Messina, Roma) e all’estero, in Svizzera.
Ma di cosa tratta questo progetto? Cos'è l'Einstein Telescope? Vediamo un video eplicativo e poi parliamone!
L'ET è un rivelatore di onde gravitazionali di terza generazione e rappresenta uno dei principali progetti di ricerca europei con impatto scientifico di livello mondiale. ET sarà in grado di osservare un volume di universo almeno mille volte maggiore rispetto agli attuali strumenti di seconda generazione, gli interferometri LIGO negli Stati Uniti e Virgo in Italia (nobel per la fisica 2017), le cui collaborazioni scientifiche hanno osservato per la prima volta nel 2015 le onde gravitazionali previste cento anni prima da Albert Einstein come conseguenza della sua teoria della relatività generale. Com'è facile intuire, il nome del progetto vuole essere un tributo al grande scienziato. L’Italia è candidata per ospitarlo in Sardegna nell’area della miniera dismessa di Sos Enattos, nel Nuorese.
Il progetto nello specifico 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.
L’appalto di cui parliamo oggi ha per oggetto l’affidamento dello “studio propedeutico allo sviluppo del progetto di fattibilità tecnica ed economica dell’osservatorio di onde gravitazionali Einstein telescope nella regione Sardegna, in diverse configurazioni, comprensivo della esecuzione delle indagini e dei sondaggi e della valutazione preliminare di impatto ambientale, per le opere infrastrutturali, in sotterranea e in superficie, edili e impiantistiche”; lo studio in particolare deve avere ad oggetto lo sviluppo delle seguenti due possibili configurazioni per la realizzazione del Rivelatore Einstein Telescope:
- realizzazione di un rivelatore, costituito da sei interferometri per onde gravitazionali e inserito in un sistema di tunnel e caverne con layout a Triangolo equilatero ‘T’ di lato circa 11km;
- realizzazione di un rivelatore costituito da due interferometri per onde gravitazionali e inserito in un sistema di tunnel e caverne con layout a ‘L’ di lato circa 16km.
Del nostro universo ad oggi conosciamo poco meno del 5%, ossia la materia ordinaria di cui siamo fatti noi e tutto ciò che possiamo osservare nel cosmo. Del restante 95% circa, non sappiamo praticamente nulla, possiamo solo concludere, sulla base delle nostre osservazioni, che esistono un altro tipo di materia, chiamata materia oscura, e un’energia, chiamata energia oscura, entrambe di natura sconosciuta. Einstein Telescope potrà contribuire a comprendere l’universo oscuro, verificando alcune ipotesi come ad esempio i buchi neri primordiali o gli assioni come ipotetici componenti candidati a costituire la materia oscura, che rappresenta circa il 25% del nostro universo ma la cui natura oggi è, appunto, una delle maggiori questioni ancora irrisolte. Un altro importante risultato scientifico che ET potrà realizzare, e che aprirebbe la strada verso la comprensione del big bang, e dunque dell’origine dell’universo, è la misura di parametri cosmologici legati alla sua espansione e quindi al problema dell’energia oscura, di cui sappiamo solamente che costituisce oltre il 70% dell’universo e che ne condiziona fortemente l’evoluzione.
ET permetterà di rivelare anche 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.
Con ET sarà inoltre possibile verificare i limiti della relatività generale in ambienti estremi e comprendere se è possibile aprire la strada verso una unificazione con la meccanica quantistica: l’inconciliabilità tra macrocosmo e microcosmo è uno dei grandi problemi ancora irrisolti della fisica fondamentale.
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. Tuttavia, 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 originale prevede un rivelatore di forma triangolare con lati di 10 chilometri. Lungo i suoi bracci sotterranei, all’interno di tubi a ultra-alto vuoto, scorreranno fasci laser che saranno riflessi da specchi levigatissimi, per essere infine ricomposti a formare, sovrapponendosi, la cosiddetta figura d’interferenza. Quando un’onda gravitazionale attraversa l’interferometro, la lunghezza dei bracci oscilla, e di conseguenza i fasci laser che corrono al loro interno compiono percorsi di diversa lunghezza, e pertanto la figura di interferenza ottenuta dalla loro ricomposizione si modifica. ET misurerà queste infinitesimali variazioni di una frazione di miliardesimo del diametro di un atomo. Per realizzare misure così precise ET necessita di tecnologie avanzatissime, create ad hoc grazie a un lavoro di ricerca e sviluppo in sinergia tra ricerca e industria. Attualmente la collaborazione scientifica sta studiando le tecnologie che serviranno ad Einstein Telescope, la sua geometria e la sua configurazione.
Oltre a un interferometro di forma triangolare, da realizzare su un solo sito, è al vaglio degli esperti anche la possibilità della configurazione a elle (L), con due bracci perpendicolari, come quella degli attuali interferometri. In questo secondo caso il progetto prevederebbe la realizzazione di due interferometri gemelli, come gli attuali interferometri statunitensi, che verrebbero realizzati in due distinti siti a sufficiente distanza l’uno dall’altro, in modo da poter potenziare l’efficacia nella localizzazione nel cielo della sorgente astrofisica dell’onda gravitazionale.
Non ci resta che aspettare gli ulteriori aggiornamenti quel progetto!
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