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16.07.2020

Enrico Sacchetti: Viaggio nelle onde gravitazionali del KAGRA

Il Kamioka Gravitational Wave Detector (KAGRA) è un rilevatore di onde gravitazionali situato in una galleria della miniera di Kamioka, in Giappone.

Kagra è il quarto rilevatore di onde gravitazionali al mondo, dopo i due rilevatori LIGO negli Stai Uniti e VIRGO in Italia.

Tunnel dell'asse X. Uno dei due bracci lunghi 3 km

Con i suoi due bracci perpendicolari lunghi 3 km, interamente costruiti sottoterra (il primo al mondo), è il primo rilevatore ad avere specchi criogenicamente raffreddati per mantenere il rumore di fondo basso.

Gli specchi lavorano a temperature bassissime, circa 20 gradi Kelvin, poco più alte di quelle dello spazio profondo.

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    Ricercatore che ispeziona uno degli specchi di zaffiro non lucidato

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    Sala di controllo nell’edificio di superficie. Tutti gli strumenti KAGRA vengono supervisionati in questa stanza.

Beam Splitter (Camera sottovuoto). Un specchio nella camera sottovuoto dove il raggio laser viene diviso in due direzioni perpendicolari

Le onde gravitazionali sono increspature nello spazio-tempo causate da eventi catastrofici, come esplosioni di supernove o fusioni di buchi neri. Teorizzate da Albert Einstein oltre un secolo fa, il rilevamento delle prime onde gravitazionali è stato effettuato dai rilevatori del Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) il 14 settembre 2015.

Beam Splitter (Camera sottovuoto). Un specchio nella camera sottovuoto dove il raggio laser viene diviso in due direzioni perpendicolari

Queste increspature sono come tracce di “vibrazioni” delle perturbazioni della forza di gravità che si propagano nell’Universo.

Le sorgenti di onde gravitazionali sono in genere enormi masse che subiscono grandi accelerazioni. Le fonti più note sono: i buchi neri, le stelle di neutroni (corpi estremamente densi che ruotano molto rapidamente su loro stessi), le supernove (esplosioni di stelle) e anche dal Big Bang, la grande esplosione che diede origine all’Universo.

  • Output Mode Matching Telescope 2
    All’interno di un contenitore sotto vuoto, un sistema di isolamento dalle vibrazioni dello specchio per regolare l’allineamento del raggio laser 
  • Input Mode Cleaner. Un raggio laser viene iniettato attraverso il tubo, in cui il segnale viene pulito

Ispezione della parte superiore del criostato con il sistema di isolamento per le vibrazioni

Questi sensibilissimi rivelatori di onde gravitazionali sono indispensabili per catturare le minuscole vibrazioni nello spazio-tempo provenienti da enorme distanze che impiegano miliardi di anni luce a raggiungere la Terra e che non sono percepibili con altri strumenti.

Progetto fotografico di Enrico Sacchetti

  • Parte inferiore dello criostato dove si raffreddano gli specchi di zaffiro, fino a -253 gradi

  • Uno scienziato che ispeziona e calibra alcuni strumenti