NUOVA TECNICA PER LE ONDE GRAVITAZIONALI

Una sfida da vincere al 150%

Arriva dalla Germania la tecnica della luce laser compressa. Aumenta del 50% la precisione degli strumenti in cerca delle onde gravitazionali, la cui esistenza è ancora in discussione.

Misurare le onde gravitazionali dimostrandone l’esistenza è una delle sfide più difficili della fisica di oggi. Per questo ogni aiuto è prezioso, come nel caso della luce compressa, una nuova tecnica sviluppata dagli scienziati della Max Planck Society e della Leibniz University di Hannover, la cui applicazione può rappresentare il punto di svolta in questa complicata ricerca.

Previste a livello teorico dalla Relatività Generale di Einstein le onde gravitazionali sono oscillazioni dello spazio tempo prodotte da masse in movimento ed eventi particolarmente violenti come l’esplosione di una supernova. Queste oscillazioni, se esistono, si propagano come onde ma misurarle da Terra è una vera impresa: le variazioni prodotte sullo spazio ad esempio sono dell’ ordine di un millesimo del diametro di un protone.

Per questo è fondamentale che i detector utilizzati siano i più sensibili possibile e liberi da ogni sorta di interferenza. Per regolare i detector si utilizzano dei “metronomi” particolari, luci laser il cui valore di intensità deve essere conosciuta in ogni istante quasi alla perfezione, pena il venir meno del loro uso di regolatori fini.

Qui arrivano i problemi. La misura dell’intensità di questi laser  risente di incertezze dovute a fenoneni quantistici, tra i quali uno dei più fastidiosi è lo “shot noise”:  in pratica una fluttuazione nel valore dell’intensità che impedisce di stabilirne una misura sufficientemente precisa. A Hannover hanno però sviluppato una tecnica che riduce notevolmente questa fluttuazione. Si chiama tecnica del laser compresso e per la prima volta è stata utilizzata al di fuori dei laboratori di prova, applicata su un detector GEO600.

Come illustrato sull’ultimo numero del Nature Physics, la tecnica permette ai laser di emettere luce ad intensità molto più stabile rispetto a una sorgente laser convenzionale, con la conseguenza di migliorare la precisione del GEO600 sino al 50% in più della norma.

A questo punto la tecnica ha superato la prova e sta cominciando ad essere applicata ai detector utilizzati nella rilevazione delle onde gravitazionali. Riusciremo finalmente a misurarne gli effetti? O anche stavolta non troveremo nulla avvalorando le tesi di chi le cataloga come risultato solo teorico?