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Onda su onda, dal Nobel alle stelle di Neutroni

Di Lorenzo Aiello per Social Up.

La settimana scorsa è stato assegnato il premio Nobel per la fisica a tre scienziati della collaborazione LIGO/VIRGO per la prima rivelazione delle onde gravitazionali, effettuata dai due interferometri LIGO il 14 settembre 2015 e annunciata pubblicamente l’11 febbraio 2016. I tre scienziati premiati, di LIGO, sono stati Rainer Weiss, Kip Thorne e Barry Barish. Le regole del Nobel per la fisica prevedono infatti che il premio non possa essere assegnato a più di 3 persone, anche se il lavoro ne ha interessato molte di  più  (centinaia in questo caso, come fu qualche anno fa per la scoperta del bosone di Higgs). Metà del premio è stato assegnato equamente a Kip Thorne e Barry Barish, l’altra metà a Rainer Weiss.

Tre scienziati portavoce di una collaborazione molto più grande

Kip Thorne, forse più noto al grande pubblico per essere stato il consulente scientifico del film Interstellar, è anche un famoso divulgatore ed ha avuto un grande ruolo nel promuovere l’attività di ricerca delle Onde Gravitazionali negli Stati Uniti. Ha avuto, inoltre, un ruolo importante nel passaggio dai primi rivelatori (le cosiddette ‘barre risonanti’) a quelli attuali (gli interferometri).
Barry Barish ha avuto il merito di rendere LIGO, all’interno del quale si discuteva animatamente su come costruire il rivelatore e quale tecnologia usare, la grande collaborazione attrattiva che oggi conosciamo. Per farlo, ha constribuito alla  formazione di grandi gruppi aperti di esperti. Rainer Weiss è stato il primo ad intuire che il concetto di interferometro, noto dalla fine dell’800, poteva essere esteso fino a farne uno strumento per la rivelazione delle onde gravitazionali molto più sensibile e preciso di quelli dell’epoca.

Un successo internazionale

Perché è stato premiato solo LIGO e non anche VIRGO? La risposta è abbastanza semplice: perché è stato l’esperimento LIGO il primo a vedere direttamente le onde gravitazionali. Tuttavia, anche nella prima rivelazione, il contributo di VIRGO c’è stato da parte di tutti gli scienziati addetti all’analisi dei dati che hanno collaborato all’elaborazione dei segnali che hanno portato alla prima detection.
Inoltre VIRGO ha due padri fondatori, l’italiano Adalberto Giazzotto e il francese Alain Brillet: è chiaro che, nella logica dei nobel del massimo tre premiati, andare a premiare entrambi gli esperimenti sarebbe cominciato a diventare complicato.

Un nuovo segnale dalla fusione di stelle di neutroni

Le notizie, tuttavia, non sono finite qui. Giusto il 16 ottobre, gli scienziati di LIGO e VIRGO hanno annunciato la rivelazione di un nuovo tipo di segnale gravitazionale, generato dalla fusione di due oggetti astrofisici denominati ‘stelle di neutroni’. Perché questo è importante? Perché, fino all’agosto scorso, tutti i segnali captati da LIGO e VIRGO venivano dalla fusione di buchi neri. Il fatto di vedere, per quasi due anni, solamente questo tipo di oggetti aveva cominciato a generare qualche perplessità nella comunità scientifica. L’aver rilevato, finalmente, questa nuova sorgente permette, da una parte, di confermare ulteriormente la bontà dei segnali registrati da VIRGO e LIGO; dall’altra, ci permette di cominciare a studiare più nel dettaglio questo particolare tipo di stella, sulla cui struttura interna ad oggi ci sono molte teorie e nessuna certezza.

La conferma arriva dalla luce

Lo scontro di due stelle di neutroni, è accompagnato da un’emissione di luce sotto forma di raggi gamma. Nelle settimane successive alla collisione, proprio grazie a LIGO e VIRGO che per primi hanno rilevato l’evento sotto forma di segnale gravitazionale,  è stata individuata l’emissione di questa luce in altre lunghezze d’onda (infrarosso, luce visibile, onde radio, raggi X, ultravioletti). Le indicazioni fornite da parte del team degli interferometri hanno infatti consentito di puntare i telescopi verso delle precise zone di cielo, quelle da cui è arrivato il segnale gravitazionale.
Questo evento segna, di fatto, l’inizio della cosiddetta ‘astronomia multimessagera’, cioè la capacità di osservare gli stessi fenomeni astrofisici da due punti di vista diversi e poter acquisire, da ognuno di essi, nuove importanti informazioni.

su Lorenzo Aiello: dottorando in Fisica delle Astroparticelle presso il Gran Sasso Science Institute di L’Aquila, la mia attuale area di interesse e ricerca è quella delle Onde Gravitazionali, in particolare quella riguardante lo sviluppo e l’ottimizzazione di alcune componenti sperimentali di Advanced Virgo (esperimento di cui faccio parte dal 2015).

Ha già scritto per noi sull’argomento: LIGO/VIRGO: non c’è due senza tre