Европейский союз выделил почти 1,5 млн евро на создание компактного детектора гравитационных волн

Captare fenomeni cosmici ancora inesplorati con uno strumento che può stare su un tavolo. Questa la missione innovativa del progetto Tango, Transducer Antenna for a Noiseless Gravitational Observatory, che vuole realizzare una nuova generazione di rivelatori di onde gravitazionali, con dimensioni dell’ordine di poche decine di centimetri e capaci di operare a temperature prossime allo zero assoluto. Il progetto premiato dall’Ue Guidato dal ricercatore Matteo Borghesi dell’Università di Milano–Bicocca, il progetto è stato premiato dall’Unione europea con un ERC Starting Grant da 1.499.312 euro che consentirà anche di predisporre una squadra di ricercatori dedicata. Le onde gravitazionali sono minuscole increspature dello spazio-tempo generate dagli eventi più energetici dell’Universo, come la fusione di buchi neri o stelle di neutroni. Quando raggiungono la Terra, dopo aver viaggiato per milioni o persino miliardi di anni, producono deformazioni incredibilmente piccole. La loro prima osservazione nel 2015 ha confermato una delle più importanti predizioni della relatività generale di Einstein e ha inaugurato una nuova forma di astronomia, capace di osservare fenomeni invisibili ai telescopi tradizionali. Da allora sono stati rivelati centinaia di segnali provenienti da sorgenti astrofisiche note, ma gran parte dello spettro delle onde gravitazionali resta ancora inesplorato. Tango nasce proprio per esplorare questa regione ancora sconosciuta, compresa tra 100 kHz e 10 MHz: la cosiddetta banda delle onde gravitazionali ad alta frequenza. In questo intervallo potrebbero emergere segnali associati alla materia oscura, ai buchi neri primordiali o ad altri fenomeni che sfuggono alle teorie attuali. “Questa banda – osserva Matteo Borghesi, ricercatore del Dipartimento di Fisica e coordinatore del progetto – è particolarmente interessante perché è relativamente silenziosa: pochissime sorgenti note sono infatti in grado di produrre onde gravitazionali a queste frequenze e, nonostante i crescenti sforzi sperimentali, nessun segnale è stato finora osservato. L’osservazione inequivocabile di un segnale in questa regione rappresenterebbe una scoperta di grande portata, con il potenziale di trasformare la nostra comprensione dell’Universo”. Il progetto nasce dall’incontro tra due frontiere della ricerca: lo studio delle onde gravitazionali, che indagano i fenomeni più estremi del cosmo, e le tecnologie quantistiche, sviluppate per controllare e misurare la materia alle scale più piccole. Combinando questi due ambiti, Tango punta a realizzare una nuova generazione di rivelatori di onde gravitazionali estremamente compatti, con dimensioni dell’ordine di poche decine di centimetri e operanti a temperature prossime allo zero assoluto (-273 °C), dove il rumore dovuto all’agitazione termica della materia è drasticamente ridotto. “Il cuore del rivelatore – spiega Borghesi – è costituito da due oscillatori accoppiati: un piccolo cristallo di quarzo e una cavità elettromagnetica superconduttrice. Grazie a tecniche sviluppate nel campo delle tecnologie quantistiche, il sistema elettromagnetico può essere utilizzato per controllare lo stato del cristallo, sottraendo energia alle sue vibrazioni e portandolo a temperature effettive oltre cento volte inferiori a quelle raggiungibili con i sistemi criogenici standard. In queste condizioni il cristallo diventa straordinariamente silenzioso, rendendo possibile distinguere segnali estremamente deboli, come quelli prodotti dal passaggio di un’onda gravitazionale”. Obiettivo costruire uno strumento capace di esplorare l’Universo finora inaccessibile L’Università di Milano-Bicocca consolida il lavoro svolto negli ultimi anni da due delle sue strutture dedicate alla ricerca di frontiera: il BiCoQ, Centro di cosmologia quantitativa, e il BiQuTe, Centro interdipartimentale per le tecnologie quantistiche. In particolare, il progetto Tango affonda le proprie radici nella linea di ricerca BAUSCIA, Bulk Acoustic Wave Sensors for High-frequency Antennas, del Dipartimento di eccellenza di Fisica. “Tango – afferma il prorettore alla Ricerca, Leo Ferraris – rappresenta l’evoluzione naturale dell’esperienza maturata sul campo dal nostro ateneo e punta a costruire uno strumento capace di esplorare una regione dell’Universo finora inaccessibile. Il riconoscimento importante, ottenuto da Matteo Borghesi, attesta il carattere innovativo della sua proposta e, in generale, la competitività della ricerca di Milano-Bicocca in un contesto internazionale”. Dal 2014 l’Università di Milano-Bicocca ha ricevuto finanziamenti per 22 progetti ERC: 7 Starting Grant, compreso quello di TANGO, 9 Consolidator Grant, 2 Advanced Grant, 2 Proof of Concept e 2 Synergy Grant.