Rivelazione delle onde gravitazionali: Scoperte nel 'Regno Dei Milligerz'

Era il 14 settembre 2015 quando per la prima volta furono registrate le onde gravitazionali , fenomeno previsto dalla teoria della relatività di Einstein quasi un secolo prima. Da quel momento, la scienza ha compiuto passi da gigante, svelando innumerevoli segreti del cosmo. Uno dei progressi più significativi è stata l'aggiunta del metodo di rilevamento delle onde gravitazionali attraverso la griglia di radiopulsar per le basse frequenze, ma il mondo scientifico era ancora in cerca di risposte nel campo di frequenze medio-basso. Ora, gli scienziati hanno fatto un altro importante salto in avanti.

I ricercatori dell' Università di Birmingham hanno proposto un nuovo approccio per rilevare le onde gravitazionali nel campo del milligerz. Questo aprirà le porte a un'esplorazione più profonda di fenomeni astrofisici e cosmologici che finora erano rimasti fuori dalla portata degli strumenti attuali. Le onde gravitazionali, quei disturbi dello spazio-tempo predetti da Einstein, sono state fino ad oggi rilevate principalmente a frequenze alte, grazie a grandi interferometri terrestri come LIGO e Virgo , e a bassissime frequenze tramite pulsar. Tuttavia, rimaneva un "punto cieco" nella banda media delle frequenze.

La soluzione, secondo gli scienziati di Birmingham, risiede nell'uso di tecnologie avanzate come i risonatori ottici e gli orologi atomici, originariamente sviluppati per misurare piccole variazioni di fase nella luce laser causate dal passaggio di queste onde. A differenza degli enormi interferometri con bracci di chilometri, il nuovo tipo di rivelatore è compatto, offrendo una maggiore resistenza alle interferenze sismiche.

Ogni unità del rilevatore proposto nel range milligerz è composta da due risonatori ottici super stabili posti ortogonalmente e da orologi atomici, una configurazione che consente di rilevare onde gravitazionali su più canali, determinandone anche la polarizzazione e la direzione di provenienza con una sensibilità mai raggiunta prima.

Uno dei ricercatori sottolinea l'importanza di questa scoperta: "Utilizzando la tecnologia creata per gli orologi atomici ottici, possiamo estendere il rilevamento delle onde gravitazionali a una nuova gamma di frequenze, sfruttando strumenti che possono essere posizionati su un tavolo di laboratorio. Questo ci offre prospettive entusiasmanti di creare una rete globale di questi rilevatori per cercare segnali che altrimenti rimarrebbero nascosti per almeno altri dieci anni".

Si prevede che nel campo di frequenze milligerziano possano essere detectati segnali provenienti da varie sorgenti astrofisiche e cosmologiche, incluse sistemi binari compatti come le nane bianche e le coalescenze di buchi neri. Le future missioni gravitazionali spaziali, come la LISA , mirano anch'esse a questo intervallo di frequenze, ma il loro lancio è previsto per il 2030, mentre i rivelatori basati su risonatori ottici potrebbero iniziare subito a sondare questo nuovo territorio.

Gli scienziati illustrano le potenzialità del progetto: "Questo rilevatore ci permetterà di testare modelli astrofisici di sistemi binari nella nostra galassia, studiare la fusione di massicci buchi neri e persino cercare fondi stocastici dall'universo primordiale. Con questo metodo, possiamo iniziare l'esplorazione di questi segnali dalla Terra, aprendo la strada a future missioni spaziali".