Alla scoperta di LISA (Laser Interferometer Space Antenna) un grandioso esperimento realizzato da Esa e Nasa.

Fino ad ora il primato di più grande esperimento scientifico mai realizzato era attribuito all’LHC (Large Hadron Collider) del CERN. Ma quello che vi vado a presentare sarà il più grande esperimento scientifico mai realizzato e probabilmente rimarrà tale per molti e molti anni. Lisa è l’acronimo di (Laser Interferometer Space Antenna), mentre credo sia chiaro il significato di Laser, Space e Antenna di sicuro a pochi è noto cosa significa Interferometer , questo termine in italiano è tradotto come interferometro che è lo strumento di base dell’interferometria che permette di studiare gli effetti di composizione delle onde (in particolare elettromagnetiche).L’interferometria è un metodo di misura che sfrutta le interferenze fra più onde coerenti fra loro per studiare e misurare piccoli spostamenti e deformazioni di oggetti.In ottica si chiama coerenza (o coerenza di fase) la proprietà di un’onda elettromagnetica di mantenere una certa relazione di fase con se stessa durante la sua propagazione. Sperando di aver dato l’idea di cosa sia un interferometro passiamo alla spiegazione dell’esperimento. Lo scopo di LISA è quello di riuscire a misurare la presenza di onde gravitazionali. Non sono un mago per capire che molti di voi si staranno chiedendo che cosa sia una onda gravitazionale !!! ma andiamo per gradi e partiamo da un esempio comune. Se lanciamo un sasso in uno stagno vediamo che si formano delle onde , queste sono onde di pressione: propagandosi, modificano la pressione e la densità locali dell’acqua, creano una oscillazione che poi tende a un equilibrio. Le onde che si voglio qui studiare sono relative alla gravità. La gravità è la più debole delle interazioni fondamentali, ma risulta tuttavia la forza dominante nei sistemi astrofisici. L’interazione gravitazionale fra corpi non può instaurarsi ad una velocità superiore a quella della luce. Quando il campo gravitazionale di un sistema subisce delle variazioni, queste si propagano nello spazio a velocità finita. Le onde gravitazionali quindi sono onde che trasportano l’informazione riguardante cambiamenti nel campo gravitazionale di un sistema. Le onde gravitazionali sono deformazioni dello spazio tempo che si propagano alla velocità della luce. Esse sono causate da una variazione dello stato di moto delle masse, sorgenti del campo gravitazionale. Queste onde interagiscono molto debolmente con la materia che attraversano. Lo scambio di energia tra le onde gravitazionali e la materia attraversata è talmente debole che l’onda attraversa la materia senza essere significativamente attenuata. Il sole, la terra e tutta la materia interstellare in generale sono quasi trasparenti alle onde gravitazionali, per farvi capire cosa si intende per deboli sono 10 elevato 40 volte meno intense delle onde elettromagnetiche. L’esperimento LISA si compone di tre satelliti destinati a ruotare attorno al Sole. Grazie al calcolo accurato delle orbite, i tre satelliti manterranno per anni una formazione a triangolo equilatero di 5 milioni di chilometri di lato tale da formare un interferometro capace di rilevare onde che vanno da 0.0001 a 0.1 Hz. LISA è dotato di tre bracci interferometrici, ognuno è costitutito da due masse di prova (due cubi di oro-platino di 2 kg), poste su satelliti diversi, e da un interferometro che grazie all’interferenza dei fasci laser riflessi dalle masse permetterà di misurarne lo spostamento relativo. Dentro ciascuno dei satelliti c’è un piccolo cubo d’oro e platino che galleggia libero (come gli astronauti nello Shuttle). Un fascio di luce laser lungo 5 milioni di chilometri si riflette su questi cubi d’oro e ne misura la distanza relativa. Se passa un’onda gravitazionale, le lunghezze dei lati del triangolo formato dai cubi d’oro oscillano lentamente (mentre un lato del triangolo si accorcia gli altri due si allungano e viceversa, una distorsione da “specchio deformante”).LISA vedrà onde che avvicinano ed allontanano i cubi d’oro di 50 millesimi di miliardesimi di millimetro! E questo a 5 milioni di chilometri di distanza.

Per concludere vi invito a dare una occhiata alla ricostruzione video di come funzionerà il sistema quando sarà nello spazio:

Link al video: http://youtu.be/ap5eXTCD8mw

Infine un mio personale ringraziamento a tutti i ricercatori Italiani che partecipano a QUESTO GRANDIOSO ESPERIMENTO!

Bibliografia:

http://www3.unitn.it/unitrentomagazine/n2_nov2000/vitale.htm

http://www.asimmetrie.it/materiali/27.pdf

http://www.lnf.infn.it/edu/seminaridivulgativi/miozzi_dassisi.ppt

http://urania.bo.astro.it/studenti/IANNUZZI.ppt

http://it.wikipedia.org/wiki/Coerenza_%28fisica%29

http://it.wikipedia.org/wiki/Categoria:Interferometria

http://it.wikipedia.org/wiki/Onda_gravitazionale

http://www.pg.infn.it/ricerca/esperimenti/lisa/index.html

http://www.astrobiology.it/lisa/index.html

http://www.infn.it/csn2/road%20map/schede%20roadmap%20pdf/LISA-roadmap.pdf

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