Studenti e ricercatori

Nobel per la fisica alla scoperta delle onde gravitazionali, premio “sfiorato” per l’Italia

di Leopoldo Benacchio

I premi Nobel per la fisica per il 2017 sono stati assegnati oggi a tre noti scienziati statunitensi, Rainer Weiss, Kip Thorne e Barry Barish per il loro fondamentale contributo alla scoperta delle onde gravitazionali, l'ultima delle previsioni di Albert Einstein che non era stata ancora confermata dall'osservazione. Il premio di 940.000 euro, nove milioni di corone svedesi, sarà diviso in 3 parti, non eguali. La metà va a Weiss, come dire che è più importante il suo contributo, mentre gli altri due si spartiranno l'altra metà.

Verrebbe da dire “tanto tuonò che piovve”, infatti il premio alla scoperta delle onde gravitazionali lo si aspettava lo scorso anno dato che viene universalmente considerata una scoperta fondamentale della fisica, forse la più importante dall'inizio del secolo. Chi vince è anche la collaborazione internazionale fra Ligo, parte Usa, e Virgo, parte europea basata in Italia, a Pisa, che forse risulta un po' sacrificata da questa scelta, dato che dove, a che frequenza, e come, con che mezzi, cercare queste fantomatiche onde gravitazionali è il contributo fondamentale del nostro Paese, dovuto alle idee e all'ostinazione, in senso positivo ovviamente, di Adalberto Giazotto, padre dell'interferometro italo-francese Virgo.

Ma i Nobel, giusto o sbagliato che sia, vengono dati alle scoperte: lo stesso Einstein non lo ebbe per la Relatività, ma per altri fondamentali studi. La scoperta fu fatta dalle due antenne Ligo in Usa il 14 settembre 2015, mentre l'antenna Virgo era “spenta” per via della manutenzione programmata. Per la prima volta si vide chiaramente che un'onda gravitazionale era passata attraverso le antenne americane. Come dire una grande sfortuna.

Neppure la più piccola polemica comunque ha sfiorato l'assegnazione del premio e questo è un grande risultato dello spirito di collaborazione Europa-Usa che questi scienziati hanno saputo costruire in questi anni, come testimonia la prima dichiarazione di Fernando Ferroni, presidente dell'Istituto nazionale di fisica nucleare che gestisce la parte italiana della collaborazione. «Premiata la scoperta del secolo, realizzata dopo un secolo di attesa: giusto riconoscimento a chi con tenacia ha, per oltre vent'anni, inseguito il visionario progetto di riuscire a captare il debolissimo segnale generato da un catastrofico evento avvenuto lontano, nel cosmo».

L'evento cui si riferisce Ferroni è qualcosa di veramente incredibile per noi che viviamo in un piccolo pianeta che ruota attorno ad una piccola stella che fa parte di una dei miliardi di galassie che vediamo esistere nell'Universo. Allora, nel 2015, furono captate delle onde gravitazionali dovute alla fusione di due buchi neri in un unico oggetto. La fusione liberò una quantità di energia spaventosa, molte migliaia di volte quella che il nostro sole riuscirà a produrre nei 9 miliardi di anni della sua esistenza.

Ma nonostante il fenomeno sia grandioso, l'espandersi di questi segnali nello spazio porta a un indebolimento naturale che fa in modo che quando arrivano a noi occorra una tecnologia che solo ora, dopo decenni, siamo riusciti a sviluppare.

Infatti se immaginiamo che lo spazio e il tempo, come prevede Einstein, formino una specie di stoffa su cui le masse di stelle, pianeti, buchi neri ed altro si adagiano producendo delle distorsioni, proprio come un peso su una stoffa. Le onde gravitazionali dovute a queste gigantesche fusioni sono delle increspature di questo tessuto che viaggiano nell'Universo e vengono captate da queste sofisticatissime antenne che nulla hanno a che spartire con quelle radio televisive o parabole di qualche tipo cui siamo abituati. Sono completamente diverse: due raggi laser sono istradati continuamente lungo due tunnel di 4 chilometri perpendicolari fra loro. Se non succede nulla i laser si incontrano ogni volta che tornano alla base e si annullano perfettamente a vicenda. Se invece queste particolari perturbazioni dello spazio tempo, le onde gravitazionali, passano attraverso i bracci di queste antenne allora uno dei due raggi arriva prima dell'altro e riesce a passare dando il segnale tanto atteso dai fisici. Parliamo peraltro di deviazioni di millesimi di millimetro che per questo specialissimo interferometro sono un'enormità.

I tre premiati, con ruoli diversi che vanno dal teorico, Thorne, al manageriale, Barish, hanno contribuito in prima persona allo sviluppo delle due antenne Ligo che hanno effettuato la prima osservazione della storia in questo campo, una nello stato di Washington State e l'altra a Livingston, Louisiana.


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