Il primo prototipo, alla scala di dieci metri, di uno dei bracci del rivelatore di onde gravitazionali di terza generazione Einstein Telescope sarà realizzato a Perugia, nel futuro Laboratorio Internazionale CAOS (Centro per Applicazioni sulle Onde gravitazionali e la Sismologia), di cui oggi, 19 marzo, si è tenuta la cerimonia di posa della prima pietra.
Il nuovo laboratorio dell'Università di Perugia sarà realizzato grazie alla collaborazione tra il Dipartimento di Fisica e Geologia e la Sezione di Perugia dell'INFN Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, grazie a un investimento del valore complessivo di oltre 6 milioni di euro, di cui 5,7 sui fondi PNRR del progetto ETIC (Einstein Telescope Infrastructure Consortium) finanziato nell'ambito della Missione 4 coordinata dal MUR Ministero dell'Università e della Ricerca, e circa 500 mila euro su fondi MUR Dipartimenti di Eccellenza dell'Università di Perugia e su fondi dell'Ateneo stesso.
Alla cerimonia, che ha visto l'intervento da remoto del Ministro dell'Università e della Ricerca Anna Maria Bernini, hanno preso parte Maurizio Oliviero, rettore dell'Università di Perugia, Antonio Zoccoli, Presidente dell'INFN, Cristina Bertinelli, assessore alle Finanze e Bilancio in rappresentanza del Sindaco di Perugia, e sono intervenuti Marco Pallavicini, vicepresidente dell'INFN, che ha presentato la candidatura italiana a ospitare Einstein Telescope in Sardegna, Michele Punturo, coordinatore della collaborazione internazionale Einstein Telescope che ha presentato il progetto del futuro rivelatore gravitazionale, ed Helios Vocca, responsabile del laboratorio CAOS, che ha presentato caratteristiche e obiettivi del nuovo laboratorio internazionale.
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"CAOS è il presente che crea le prospettive per il suo stesso futuro, Einstein Telescope. Tutto è profondamente collegato. Ciò che noi vogliamo fare insieme con la comunità scientifica, l'Università e gli Enti di Ricerca è creare i presupposti per la stabilizzazione delle infrastrutture strategiche", spiega il Ministro dell'Università e della Ricerca Anna Maria Bernini. "Investimenti che consentano al nostro Paese di diventare ancora più attrattivo non solo per i nostri cervelli, che hanno fatto una scelta di contaminazione con altre realtà scientifiche fuori dall'Italia, ma anche con i talenti stranieri affinché vedano il nostro Paese come meta per valorizzare le proprie competenze".
"Un centro internazionale di innovazione tecnologica nel cuore d'Italia, – ha commentato Antonio Zoccoli, Presidente dell'INFN – questo sarà CAOS: un laboratorio di ricerca e sviluppo per le tecnologie di frontiera necessarie a Einstein Telescope, uno dei principali progetti al mondo di fisica fondamentale del prossimo futuro". "Grazie alle risorse PNRR messe a disposizione per Einstein Telescope dal MUR con il progetto ETIC, realizzeremo una rete nazionale di laboratori di alta tecnologia, di cui CAOS è il primo seme a essere piantato, un seme che crescendo metterà in connessione diretta Perugia e l'Umbria con gli altri centri di eccellenza nazionali e anche internazionali, dall'Europa al Giappone", ha concluso Zoccoli.
"La posa della prima pietra del laboratorio CAOS rappresenta un passo importante verso Einstein Telescope, uno dei più affascinanti progetti che mira ad ampliare la nostra conoscenza dell'universo", ha sottolineato Maurizio Oliviero, rettore dell'Università degli Studi di Perugia. "Un traguardo raggiunto grazie alla collaborazione tra l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e il Dipartimento di Fisica e Geologia, a supporto delle Istituzioni locali e nazionali. Ospitare a Perugia, nel polo ingegneristico del nostro Ateneo, questa infrastruttura di ricerca e sviluppo di tecnologie d'avanguardia è motivo di grande orgoglio. CAOS avrà importanti ricadute sul piano scientifico e tecnologico, offrendosi come un punto di riferimento per la ricerca sperimentale sulle onde gravitazionali, e ponendo ancora una volta, grazie alla nostra Università, l'Umbria al centro dei più importanti processi di ricerca internazionali".
Il laboratorio CAOS: la ricerca sulle onde gravitazionali e oltre
Il nuovo Laboratorio Internazionale di ricerca CAOS sarà dedicato allo sviluppo delle tecnologie delle sospensioni delle ottiche e dei relativi sistemi di controllo per gli interferometri gravitazionali di terza generazione, in particolare per Einstein Telescope.
Dopo le scoperte delle onde gravitazionali realizzate grazie ai rivelatori sempre più avanzati messi a punto dalle collaborazioni LIGO e Virgo, il settore di ricerca delle onde gravitazionali è cresciuto enormemente, e oggi è sicuramente uno dei più promettenti. Pertanto, determinanti saranno ora gli investimenti per lo sviluppo di strumenti ancora più potenti, come Einstein Telescope che dovrà essere dieci volte più sensibile degli attuali interferometri di seconda generazione.
"Per riuscire a rivelare praticamente tutte le fusioni di buchi neri e di stelle di neutroni avvenute nel nostro universo, oltre a nuovi fenomeni astrofisici ancora mai osservati come le esplosioni di supernovae, – spiega Helios Vocca, ricercatore all'INFN e Professore all'Università di Perugia, responsabile del laboratorio CAOS – Einstein Telescope eseguirà misure di precisione estrema per le quali dovranno essere sviluppate tecnologie oltre lo stato dell'arte". "Ecco, la rete di laboratori che saranno potenziati o realizzati ex novo nell'ambito del progetto ETIC, presso l'INFN, l'ASI Agenzia Spaziale Italiana, l'INAF Istituto Nazionale di Astrofisica e ben undici Università italiane, servirà proprio a questo: progettare, sviluppare e testare le tecnologie del futuro, diventando infrastrutture di riferimento livello internazionale. In particolare, nel caso di CAOS è fondamentale il legame con enti di ricerca giapponesi come ICRR e NAOJ, e lo stretto rapporto tra l'Università di Perugia, l'INFN e il premio Nobel per la fisica 2015 Takaaki Kajita", conclude Vocca.
Contando sull'esperienza maturata dalla comunità scientifica italiana con l'esperimento Virgo, il principale obiettivo di CAOS sarà la progettazione di componenti essenziali per un interferometro laser gravitazionale: i sistemi di sospensione delle ottiche e i loro sistemi di controllo, che saranno poi testati realizzando il primo prototipo di braccio di Einstein Telescope, seppur nella scala di qualche metro (mentre i bracci di Einstein Telescope saranno lunghi almeno una decina di chilometri).
Inoltre, vista l'alta sensibilità e il particolare intervallo di frequenze (da qualche centinaio di millihertz al kilohertz) alle quali saranno in grado di operare, queste tecnologie potranno rivelarsi utili anche in altri settori, in primis in geofisica e sismologia, tant'è che è già stata siglata una convenzione tra EGO European Gravitational Observatory e INGV Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia per sfruttarle nell'ambito delle ricerche sull'early warning per i terremoti. L'idea è quella di rivelare le piccolissime variazioni gravitazionali (che si propagano alla velocità della luce) causate dallo spostamento delle placche geologiche che determinano, con il loro sfregamento, le onde sismiche dei terremoti (che, invece, si propagano alle velocità ben più basse di qualche chilometro al secondo).
Inoltre, il laboratorio CAOS avrà anche un ruolo importante nella formazione dei giovani e delle giovani che vorranno specializzarsi in questo settore tecnologico ai fini della loro carriera professionale, sia essa nella ricerca o nell'industria.