HANNO UNA PRECISIONE MOZZAFIATO: DUE PICOMETRI

Onde gravitazionali, ecco i sensori da brivido

Terminati i primi test a terra dell’Optical Metrology Subsystem di LISA Pathfinder, il dimostratore ESA per la caccia alle onde gravitazionali. Le prestazioni sono straordinarie, due o tre volte superiori alle attese: registrano variazioni nell'ordine del centesimo della dimensione di un atomo.

LISA Pathfinder e gli scienziati impegnati nei test nella camera pulita. Crediti: Astrium UK

A questo punto, se ci sono – come la teoria di Einstein prevede – difficilmente potranno passare inosservate. Parliamo delle onde gravitazionali, l’ultima frontiera dell’astrofisica: la traccia a tutt’oggi inafferrabile della forza più elusiva che permei il nostro Universo. Elusiva al punto che solo quando da tranquille onde diventano veri e propri tsunami – a seguito di eventi gravitazionalmente catastrofici come, per esempio, la collisione fra due buchi neri – possiamo sperare di registrarne le increspature. E il sistema appena messo a punto dall’Agenzia Spaziale Europea sembra aver tutte le carte in regola per riuscirci. I risultati preliminari dei test dei sensori destinati a essere installati a bordo di LISA Pathfinder, la missione ESA il cui lancio è previsto per il 2014, mostrano infatti prestazioni da due a tre volte superiori ai requisiti richiesti.

I numeri sono di quelli che fanno impressione. L’Optical Metrology Subsystem, così si chiama il sottosistema di LISA Pathfinder al quale spetterà il difficile compito di registrare il passaggio di onde gravitazionali misurando con un laser lo spostamento di due cubi d’oro-platino l’uno rispetto all’altro, nei test a terra ha dimostrato di poter raggiungere una precisione di due picometri: ovvero, due miliardesimi di millimetro. Precisione sufficiente a registrare, nel tessuto dello spazio, increspature come quelle attese dallo scontro fra corpi celesti di enorme massa. Eventi che, calcolano gli scienziati, dovrebbero indurre nei cubi di LISA Pathfinder spostamenti nell’ordine del picometro – un centesimo della dimensione media di un atomo.

Questo per ciò che riguarda la misura della variazione nella distanza fra le masse di test, i due cubi d’oro-platino. Quanto alla deviazione angolare del raggio laser al quale spetta di tenerli sotto controllo, qui l’accuratezza arriva a un centesimo di miliardesimo di grado. «Vale a dire, l’angolo sotteso dall’impronta di un astronauta sulla Luna», osserva entusiasta Paul McNamara, project scientist della missione LISA Pathfinder.

Questi i risultati preliminari dei primi test in condizioni di vuoto e temperatura analoghe a quelle dello spazio, test che i membri dell’instrument team (Astrium GmbH, Albert Einstein Institute ed ESA) stanno conducendo presso le facilities di Astrium GmbH a Ottobrunn (Germania). «E una volta in orbita», aggiunge McNamara, «quando LISA Pathfinder raggiungerà il suo punto di destinazione, nella quiete dello spazio, a circa 1.5 milioni di km dalla Terra, ci attendiamo che le prestazioni migliorino ulteriormente».

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