-
Difficulty:
-
-
Terrain:
-
Size: 
(micro)
Please note Use of geocaching.com services is subject to the terms and conditions
in our disclaimer.
ONDE GRAVITAZIONALI
Si sa che in Fisica le onde di qualsiasi tipo, acustiche, elettromagnetiche, marine... hanno il compito di trasportare energia e le Onde Gravitazionali non fanno eccezione. Quando un campo gravitazionale subisce un forte cambiamento, vengono emesse Onde Gravitazionali le quali trasportano energia (gravitazionale) consentendo di ristabilire le condizioni di equilibrio intorno al corpo. Questo principio fu postulato da Albert Einstein nel 1917 nella sua teoria della Relatività Generale, descrivendo tali onde come increspature dello spazio-tempo a 4 dimensioni.
In base a tale teoria però, la grandezza di tali onde risulta ridottissima anche per masse di grandi dimensioni, per cui l’unica speranza di poter rilevare onde gravitazionali viene dallo spazio, più precisamente da corpi di massa elevata in rapida rotazione. Due fisici: Russel Hulse e Joseph Taylor hanno ricevuto il premio Nobel nel 1993 per aver rilevato che il comportamento di una pulsar costituita da due stelle di neutroni in rapida rotazione era spiegabile con l’emissione di onde gravitazionali. Ma quanto sono grandi tali onde? Non molto in verità, anzi pochissimo: nell’esplosione di una supernova, qualora investissero la terra, tali onde sposterebbero le masse dei rivelatori di appena 10 alla - 18 metri (un millesimo del diametro di un protone) per ogni metro di separazione. Nel comune di Cascina (Pisa) in località Santo Stefano a Macerata, l’EGO (European Gravitational Observatory), frutto della collaborazione italo-francese tra il CNRS e INFN, ha installato VIRGO, un rivelatore interferometrico di onde gravitazionali, costituito da due bracci di 3 km di lunghezza posti ad “L” a formare un angolo di 90°. Ma come può un tale sistema avere la precisione spinta richiesta? Con un sistema ingegnoso: il progetto utilizza un laser ad alta precisione prestabilizzato, questo laser invia un fascio luminoso che viene diviso e inviato nei due bracci del complesso. I fasci vengono fatti rimbalzare su degli specchi 50 volte prima di essere ricombinati per individuarne le differenze, in pratica è come se i 2 bracci fossero lunghi 95 km, la forma ad “L” è richiesta dal fatto che un’eventuale onda accorcerebbe un lato e allungherebbe l’altro (e viceversa). Resta però il disturbo di fondo: il tremore sismico intrinseco della terra fa vibrare costantemente il terreno di circa un micron e noi dobbiamo rilevare grandezze dell’ordine di un millesimo del protone! E allora come si fa? Occorre attenuare tale movimento di almeno mille miliardi di volte. Un risultato che si ottiene sospendendo, con fili sottilissimi, ogni specchio ad un superattenuatore che è costituito da una catena di pendoli alta quasi dieci metri. Ciascun pendolo si comporta come un ammortizzatore, riducendo l'effetto delle vibrazioni. Il risultato globale è quello di ottenere l'attenuazione desiderata, senza contare che è necessario fare un vuoto molto spinto, praticamente il più grande sistema in ultra alto vuoto (meno di 1 µPa) d'Europa. Dopo 10 anni di lavori VIRGO è in funzione dal 2007, ora si tratta di acchiappare le onde.. speriamo!
GRAVITATIONAL WAVES
You know that in Physics any kind of waves, acoustic, electromagnetic, sea waves.. have the task to carry energy and the gravitational waves don’t make exception. When a gravitational field suffers a great change, gravitational waves are emitted, carrying energy and allowing to restore the balance around the body. This principle was postulated by Albert Einstein in 1917 in his Theory of General Relativity, describing such waves as ripples of the space-time at 4 dimensions.
But according with the theory the size of the waves comes out very reduced even for masses of great dimensions, so the only one hope to find the gravitational waves comes from the space, expecially from bodies of high mass in quick rotation. Two physicists: Russel Hulse and Joseph Taylor got the Nobel Prize in 1993 for having noticed that the behaviour of a pulsar made by two neutron stars in quick rotation was justifiable only with the emission of gravitational waves. But how great are these waves? Not so much really, on the contrary not much at all: in case of explosion of a supernova, if they would hit the earth, the waves could move the masses of the detectors of only 10 at –18 meters (one thousandth of a proton diameter) for every meter of shifting. In the land of Cascina (Pisa) in a place named Santo Stefano a Macerata, the EGO (European Gravitational Observatory), a board coming from the co-operation if Italian CERN and the French INFN, have installed VIRGO, an interferometric detector of graviational waves, made by two arms long 3 km making a “L” and a corner of 90°. But how can this system have the precision required? By an ingenious system: the project uses a laser of high energy stabilized that sends a light beam splitted and sent to the two arms of the system. The beams bounce over some mirrors up to 50 times before to be joined to find the differences, as a matter of fact it is like the two arms would be 95 km long, the “L” shape is required from the fact that a possible gravitational wave would reduce an arm and extend the other one (or vice-versa). But we have still the background trouble: the inner seismic tremor of the earth that makes the ground to vibrate constantly of about one micron, and we have to find quantities in the order of one thousandth of a proton diameter! So, how can we do? It is necessary to mitigate such movement of at last one thousand billions times. A result to be reached by hunging by wery thin wires every mirror to a superdamper made by a chain of pendula high about 10 meters. Every pendulum acts as a damper, reducing the vibrations effect. The global goal is to get the required attenuation, considering that it is necessary to have a very great vacuum, pratically the gratest vacuum system of Europe (les than 1 µPa). After 10 years of works VIRGO is running from 2007, now it os only matter to catch the waves… let’s hope!
Additional Hints
(Decrypt)
Zntargvp