La ricerca delle onde gravitazionali riprenderà dopo le battute d'arresto del COVID-19

Lo ha annunciato la collaborazione LIGO-Virgo-KAGRA riprenderà la ricerca delle onde gravitazionali a maggio. La prossima corsa di osservazione, la quarta del progetto, doveva iniziare lo scorso anno, ma è stata rinviata a causa di una serie di ritardi tecnici dovuti alla pandemia di COVID-19. La corsa sarà la più lunga fino ad oggi, operando per 18 mesi.

I rilevatori di onde gravitazionali sono interferometri a forma di L con bracci lunghi diversi chilometri. I raggi laser vengono inviati lungo ciascun braccio e poi rimbalzano sugli specchi, chiamati masse di prova. I fasci vengono quindi ricombinati al centro dell'interferometro producendo uno schema di interferenza che si annulla quando è perfettamente allineato. Gli strumenti sono quindi sensibili alle minime variazioni di lunghezza causate dal passaggio di qualsiasi onda gravitazionale.

LIGO è stato un enorme successo, individuando la sua prima onda gravitazionale nel 2016 da una fusione binaria di buchi neri. Da allora sono stati effettuati altri 92 rilevamenti in tre sessioni di osservazione. Il periodo di osservazione 3 avrebbe dovuto durare 12 mesi fino alla fine di aprile 2020, ma si è concluso il 27 marzo 2020 quando è iniziata la pandemia.

I rilevatori LIGO e Virgo sono stati quindi sottoposti a una serie di miglioramenti della sensibilità, che includevano modi per sopprimere il "rumore quantico" nel rilevatore. "[Questo] limita la sensibilità dei rilevatori di onde gravitazionali sia a bassa frequenza, sotto forma di rumore di pressione di radiazione, sia ad alta frequenza, sotto forma di rumore di conteggio dei fotoni", afferma Alessandro Bertolino dell'istituto Nikhef di Amsterdam, che lavora allo sviluppo del rivelatore.

Gli aggiornamenti dovrebbero raddoppiare la sensibilità dei rivelatori a fusione di stelle di neutroniS. Mentre nel corso delle osservazioni precedenti le onde gravitazionali venivano rilevate quasi ogni settimana, ora tali eventi dovrebbero essere rilevati ogni giorno.

Tre sono una folla

Oltre a Virgo e LIGO, anche il rilevatore giapponese KAGRA si unirà alla prossima corsa. KAGRA, che si trova sotto una montagna nel Giappone centrale, è diventato operativo nel 2019 e si è unito alla corsa precedente nel febbraio 2020 prima che fosse interrotta a causa della pandemia.

Sebbene KAGRA sia attualmente più debole di Virgo e LIGO nel rilevare le onde gravitazionali, anche la sua sensibilità migliorerà presto grazie agli aggiornamenti del rilevatore. KAGRA funzionerà per un mese nella prossima corsa prima di essere chiuso per miglioramenti. Si spera che KAGRA si unisca nuovamente alle osservazioni per almeno tre mesi il prossimo anno.

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"Speriamo di realizzare il nostro primo rilevamento entro la fine della prossima corsa", ha affermato il portavoce di KAGRA Jun'ichi Yokoyama dall'Università di Tokyo ha detto Mondo della fisica. "Quanto la nostra partecipazione contribuirà alla scienza ottenuta dall'intera rete dipende in modo cruciale dalla sensibilità che raggiungeremo entro la fine della corsa, a cui è difficile rispondere a questo punto".

Dopo il quarto ciclo, si prevede che i rilevatori LIGO e Virgo subiranno ulteriori aggiornamenti, in particolare per quanto riguarda i rivestimenti utilizzati sugli specchi. “I nuovi rivestimenti sono attualmente ancora in fase di sviluppo”, afferma Bertolini. “[L’imminente] esecuzione consentirà di aumentare la produzione scientifica mentre la progettazione del rivestimento viene finalizzata e le nuove masse di prova vengono preparate per l’esecuzione successiva.” Si prevede che il nuovo rivestimento sarà pronto per il quinto ciclo di osservazione, che inizierà nel 2026.

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/search-for-gravitational-waves-set-to-resume-following-covid-19-setbacks/