Le onde gravitazionali viaggiano attraverso lo spazio-tempo, deformandolo e producendo mini “terremoti spazio-temporali”. In questo spazio-tempo leggermente deformato, la forma dei corpi materiali è alterata e le distanze vengono allungate e schiacciate alternativamente. Questo però è un effetto molto piccolo: quando un’onda gravitazionale attraversa Virgo, i bracci di 3 km del rivelatore si allungano solo di un miliardesimo di miliardesimo di metro, cioè meno di un millesimo del diametro di un protone.

Le onde gravitazionali vengono rilevate dai 3 interferometri a forma di L (Virgo e 2 LIGO) nei cui bracci viene mantenuto il vuoto. Attraverso i bracci si propagano raggi laser riflessi da specchi posti alle estremità opposte, isolati dalle vibrazioni sismiche e dall’ambiente atmosferico tramite pendoli invertiti.

Con questi strumenti gli scienziati mirano all’estremamente complessa arte del catturare un segnale di onda gravitazionale di origine cosmica, distinguendolo dalla minima deviazione possibile causata da movimenti sismici terrestri, variazioni di pressione atmosferica, passaggio di nuvole, onde del mare, rumore acustico ed elettromagnetico, movimenti antropici come camion, treni, pale eoliche ed elicotteri.

A questo scopo la Collaborazione Virgo e il personale di EGO devono sviluppare una tecnologia all’avanguardia su molti fronti (clicca sullo schema qui sotto per saperne di più).

Gli sviluppi della tecnologia degli Interferometri hanno migliorato la nostra sensibilità sia alle basse frequenze (da 1 a 10 Hz) che alle frequenze più alte (intorno ai kHz) e questo potrebbe innescare importanti innovazioni, ad esempio per le scienze della terra (sismologia, cambiamento climatico) e per le reti intelligenti distribuite di sensori (Industria 4.0) nonché per la tecnologia dei sensori quantistici.

Quanto sopra fa di EGO un hub interdisciplinare e tecnologico, aperto alla collaborazione interdisciplinare con i Geoscienziati (es. Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia – INGV, Institut de la Physique du Globe de Paris – IPGP e altre organizzazioni geoscientifiche in Europa), Scienziati dell’Atmosfera ed Ecologi con l’Università di Pisa, esperti di Misura e Compatibilità Elettromagnetica presso l’Università di Pisa ed esperti di data science, dalla distribuzione a bassa latenza di allarmi, all’analisi dati e tecniche di machine e deep learning di analisi dei dati all’avanguardia.

Abbiamo così il progetto ASPIS, che è il co-progetto INGV-EGO per l’allarme veloce (pochi secondi), per il quale abbiamo vinto il concorso con il finanziamento di una borsa di studio da parte della Regione Toscana. Abbiamo anche una collaborazione con la rete di sensori elettromagnetici di Renato Romero, è attivo lo streaming dati online (vedi http://www.vlf.it/virgo/virgo.html) e ciò è molto utile per studiare l’inquinamento elettromagnetico a basso rumore sul sito di EGO, l’obiettivo è avere un monitoraggio pulito del rumore globale elettromagnetico della Terra.

Abbiamo anche, dal 2006, una convenzione (fondamentale per la scienza delle onde gravitazionali) con la Provincia di Pisa al fine di preservare “il clima acustico intorno al sito”. Negli ultimi anni abbiamo ricevuto numerose segnalazioni e richieste di valutazione di impianti potenzialmente rumorosi entro un raggio di 5 km da noi, come parchi eolici, cave di terra, trattamento rifiuti, pannelli solari, impianti di ripresa… e abbiamo elaborato soluzioni reciprocamente funzionali. Abbiamo infine un accordo con la Brigata 46, che ha emesso una nota per l’istituzione di una “no-fly zone” attorno alle parti sensibili dell’interferometro.