Virgo e LIGO insieme a caccia di onde gravitazionali

Diagramma in cui sono raffigurate le curve di sensibilità dei tre strumenti.

Martedì 1 agosto 2017 alle ore 10 UCT gli interferometri LIGO e Virgo hanno ufficialmente iniziato la presa di dati congiunta. Due aspetti giustificano l’interesse della fisica internazionale su questa data: il primo riguarda la conclusione della fase di costruzione e l’avvio delle operazioni del rivelatore europeo Virgo, il secondo è l’inizio della sistematica esplorazione dell’Universo con una rete globale di interferometri di nuova generazione.

Dopo l’approvazione del Technical Design Report di Advanced Virgo da parte degli Enti finanziatori del progetto (INFN, CNRS, Nikhef) all’inizio del 2012, ci sono voluti cinque anni di intenso e innovativo lavoro per raggiungere gli obiettivi ambiziosi della prima fase di upgrade di Virgo. Desidero sottolineare il lavoro eccezionale svolto dai membri della collaborazione Virgo, di EGO e dei 20 laboratori nelle sei nazioni che partecipano al progetto.

Dall’inaugurazione del 20 febbraio, la fase di messa in opera è andata molto bene: il progresso nella sensibilità è stato rapido, la stabilità dell’interferometro è risultata superiore alle aspettative e sono state raggiunte condizioni adeguate per poter contribuire alla fase avanzata della presa dati osservativa O2, iniziata dai due interferometri LIGO il 30 novembre 2016.

La sensibilità attuale di Virgo è ben superiore a quella dell’interferometro di prima generazione, permettendoci di esplorare un volume di Universo 15 volte più esteso. Anche se l’orizzonte di osservazione di sistemi binari di stelle di neutroni collassanti risulta attualmente inferiore di un fattore tre rispetto al più performante degli interferometri LIGO, la presenza di Virgo ha un effetto fondamentale per quanto riguarda la localizzazione della sorgente nella volta celeste. È questo un passo importantissimo per aprire le prospettive dell’astronomia multi-messenger; la rete di tre rivelatori di alta sensibilità è la chiave per compierlo.

Alla conclusione di O2, sotto la guida del suo spokesman Jo van den Brand, Virgo entrerà in una fase di upgrade per migliorare ulteriormente la sensibilità del rivelatore, sia completando l’attività di riduzione dei rumori di fondo, sia effettuando interventi tecnici tra cui l'installazione delle sospensioni monolitiche, sottili fibre in silicio che sostituiranno i cavi in metallo che attualmente sospendono gli straordinari specchi. Nella primavera del 2018 inizierà una nuova fase di messa a punto in preparazione alla presa dati O3 di LIGO-Virgo, che comincerà nell'autunno 2018.

Virgo è divenuto operativamente uno dei tre pilastri della fisica delle onde gravitazionali, dopo aver contribuito con le idee e le tecnologie adottate già nella prima versione dello strumento a segnare in modo determinante la strada del progresso. Le scelte portate avanti con fermezza da Adalberto Giazotto, finalizzate a migliorare la sensibilità degli interferometri nella regione delle frequenze inferiori a 100 Hz, hanno aperto la strada delle prime tre rivelazioni di segnali provenienti dai sistemi binari di buchi neri e saranno cruciali per rivelare, speriamo a breve, sistemi binari di stelle di neutroni o sistemi misti stella di neutroni-buco nero.

Le aspettative scientifiche e tecnologiche che coltivavo giungendo alla direzione dell’European Gravitational Observatory EGO nel gennaio 2011 sono state realizzate in questi quasi sette anni dalla Collaborazione Virgo e dallo staff di EGO. Grande merito va attribuito a Giovanni Losurdo, il coordinatore del progetto che ha guidato con grande equilibrio ed entusiasmo il complesso processo di upgrade.

Ora non mi resta che sperare, con un po’ di egoismo, che prima della conclusione del mio mandato nel dicembre 2017, la Natura sia così generosa da fornirci un segnale rivelato dai tre splendidi strumenti.

Federico Ferrini

Immagine in homepage: Copyright Enrico Sacchetti.