neq-header.jpg
Stampa
07
Giu

Lisa PathFinder segna la strada per rivelare le onde gravitazionali nello spazio

Successo della missione ideata dall’Agenzia Spaziale Europea e dall’Università di Trento

 

ESA LPF LisaPathFinder in spaceLa missione della sonda LISA Pathfinder, realizzata dall’ESA con il fondamentale contributo dell’Agenzia Spaziale Italiana - ASI, dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare - INFN e dell’Università di Trento, ha raggiunto pienamente il suo obiettivo, dimostrando la fattibilità tecnologica della costruzione di un osservatorio spaziale per onde gravitazionali. 

«L’esperimento LISA è un nuovo messaggero che ci porterà notizie importanti sui meccanismi che regolano la vita dell’Universo come le onde gravitazionali – ha dichiarato il presidente ASI Roberto Battiston -. E’ un’indagine tanto più importante dopo che le collaborazioni scientifiche LIGO e VIRGO ne hanno confermato recentemente l’esistenza. Ora resta da capire come la parte oscura dell’Universo, ossia materia ed energia oscura che ne compongono il 95%, ancora sconosciuto, agiscano sugli effetti gravitazionali. E’ una grande sfida per l’astrofisica e il sistema dello spazio italiani che ancora una volta si confermano ai massimi livelli. LISA ci indica che lo studio dell’Universo avverrà sempre di più con esperimenti nello spazio profondo, ed è un motivo in più per accelerare il lancio del prossimo satellite della costellazione e-LISA». 

«È un risultato tecnologico straordinario - sottolinea Fernando Ferroni, presidente dell'INFN - e assieme al fondamentale risultato scientifico della scoperta delle onde gravitazionali, annunciato dalle collaborazioni LIGO e VIRGO solo pochi mesi fa, apre la strada a un modo completamente nuovo di studiare il nostro universo, l'astronomia gravitazionale, che ci spalanca nuovi orizzonti esplorativi. E l'Italia sta dando un contributo fondamentale al raggiungimento di questi risultati». 

La sonda LISA Pathfinder è stata progettata proprio per testare le tecnologie necessarie a costruire un osservatorio spaziale per le onde gravitazionali. In particolare al suo interno sono state poste due masse di prova identiche (due cubi di oro-platino di 2 kg ciascuna e di lato 46 mm) a una distanza di 38 cm, circondate da un vettore spaziale, che ha il compito di schermare i cubi dalle influenze esterne e che aggiusta la sua posizione continuamente per evitare di toccarle. L’aspetto cruciale dell’esperimento infatti è aver posto le masse in caduta libera, monitorando che si muovano sotto l’effetto della sola gravità, poiché anche nello spazio diverse forze – come il vento solare o la pressione di radiazione della luce solare – disturbano le masse di prova e la navicella. 

I risultati dei primi due mesi di attività scientifica della missione dimostrano che le due masse di prova a bordo della navicella sono in caduta libera nello spazio sotto l’azione della sola gravità, del tutto indisturbate da altre forze esterne, e quindi praticamente immobili l’una rispetto all’altra. Questo risultato è stato ottenuto con una precisione cinque volte maggiore di quella richiesta in fase di progetto. In un articolo pubblicato da Physical Review Letters il team scientifico di LISA Pathfinder mostra che l’accelerazione relativa tra le due masse di prova è più piccola di dieci milionesimi di un miliardesimo (10-14) dell’accelerazione di gravità sulla Terra. 

Il successo straordinario ottenuto dalle tecnologie-chiave della missione apre le porte allo sviluppo di un grande osservatorio spaziale, capace di rivelare le onde gravitazionali di bassa frequenza, tra 0,1 mHz e 1 Hz, emesse da un ampio spettro di esotici oggetti astronomici. L’osservatorio eLISA (Laser Interferometer Space Antenna), già nel programma delle future grandi missione ESA, sarà composto da tre masse di prova analoghe a quelle testate da LISA Pathfinder, ma tenute a 1 milione di chilometri 

l’una dall’altra e connesse da un raggio laser, che ne misura la distanza relativa. Il triangolo costituito dalle tre masse si muoverà lungo un’orbita attorno al Sole, viaggiando a 50 milioni di chilometri dalla Terra. 

Lisa Pathfinder è stata lanciata il 3 dicembre 2015 e alla fine di gennaio 2016 ha raggiunto la sua orbita operativa, circa 1,5 milioni di chilometri dalla Terra in direzione del Sole. La missione ha cominciato la sua attività scientifica il 1 marzo. 

«Non solo abbiamo verificato che le masse di prova sono sostanzialmente immobili, ma abbiamo anche identificato la gran parte delle debolissime forze che le disturbano e con precisione mai raggiunta prima» spiega Stefano Vitale dell’Università di Trento e Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, responsabile scientifico del LISA Technology Package, il cuore tecnologico della missione, realizzato anche con il contributo dell’Agenzia Spaziale Italiana. Questi risultati straordinari mostrano che il controllo raggiunto sulle masse di prova è al livello richiesto per realizzare un osservatorio gravitazionale nello spazio. 

I primi due mesi di dati mostrano infatti che, nel range di frequenze tra 60 mHz e 1 Hz, la precisione di Lisa Pathfinder è limitata solo dal rumore dei sensori del sistema ottico, usato per monitorare la posizione e l’orientamento delle masse di prova. Alle frequenze tra 1 e 60 mHz, il controllo delle masse è invece limitato dal piccolo numero di molecole di gas rimaste nel vuoto intorno ai cubi e che rimbalzano sulla loro superficie. Questo effetto è diminuito rendendo ancora più spinto il vuoto esistente e ci si aspetta possa essere ridotto ulteriormente nei prossimi mesi. 

Infine a frequenze ancora più basse, inferiori a 1 mHz, gli scienziati hanno misurato una forza centrifuga che agisce sui cubi e dovuta alla forma dell’orbita di LISA Pathfinder, combinato con l’effetto del rumore nel segnale dello strumento usato per orientare la sonda. Questa forza che disturba lievemente il moto delle masse nella sonda, non sarebbe però un problema per un futuro osservatorio spaziale, dove ogni massa sarebbe collocata nella sua navicella e collegata con un laser alle altre, distanti milioni di chilometri. 

I risultati raggiunti mostrano quindi che LISA PAthfinder ha provato la fattibilità tecnologica e aperto la strada alla realizzazione di un osservatorio per onde gravitazionali nello spazio, che sarà realizzato come terza missione di grande scala (L3) nel Cosmic Vision programme dell’ESA. L’attività scientifica dell’intero LISA Technology Package continuerà fino alla fine di giugno 2016 e sarà seguita da tre mesi di operazioni del Disturbance Reduction System, fornito dalla NASA-JPL per validare la tecnologia aggiuntiva di future navicelle di questo tipo. 

Le onde gravitazionali, ipotizzate da Albert Einstein un secolo fa, sono oscillazioni del tessuto dello spazio-tempo, causate dall’accelerazione di corpi celesti di grande massa, si propagano nello spazio alla velocità della luce. Possono essere generate da fenomeni astronomici come le esplosioni di supernovae, stelle binarie che spiraleggiano l’una sull’altra o buchi neri che si fondono. Anche gli oggetti più massicci però? producono fluttuazioni, che nel viaggio fino alla Terra diventano segnali estremamente deboli, più piccoli di una parte su 1020. Le tecnologie necessarie per registrare segnali così minuscoli sono estremamente sofisticate, come quelle degli interferometri gravitazionali Virgo e Ligo, le cui collaborazioni scientifiche hanno annunciato lo scorso febbraio di aver rivelato per la prima volta le onde gravitazionali. Il segnale osservato era stato generato da due buchi neri, ognuno con una massa pari a circa trenta volte quella del Sole, che hanno spiraleggiato l’uno verso l’altro per circa 0,3 secondi (non mi ricordo questo tempo), prima di fondersi in un unico buco nero, ancora più gigantesco. 

Questo segnale aveva una frequenza di circa 100 Hz, ma in realtà le onde gravitazionali occupano uno spettro di frequenze molto ampio. Le oscillazioni di frequenza più bassa sono prodotte in particolare da eventi ancora più straordinari, come le fusioni di buchi neri supermassivi, con masse pari a milioni di miliardi quella del Sole e situati al centro delle galassie. La loro fusione si verifica nello scontro di grandi galassie e rilascia un’enorme quantità di energia sotto forma di onde gravitazionali. 

Per rivelare eventi di questo tipo e sfruttare pienamente il campo di esplorazione aperto dalla recente scoperta delle onde gravitazionali è cruciale riuscire a registrare anche le onde di bassa frequenza, tra 0,1 mHz e 1 Hz. Per fare questo è necessario registrare minuscole variazioni di distanza tra oggetti posti a milioni di chilometri l’uno dall’altro: una situazione realizzabile solo nello spazio, dove un osservatorio sarebbe anche libero dai disturbi sismici, termici e della gravità terrestre, che limitano necessariamente gli esperimenti a terra.ESA LPF LisaPathFinder esperimento TranspLCA 2k

 

HI-TECH NEWS

BenVista PhotoZoom Pro 7: la soluzione software leader per l'ingrandimento e la riduzione di grafica e foto digitali

L’applicativo (disponibile sia come sia come applicazione autonoma che come plug-in) consente di elaborare immagini in modo superbo, risolvendo situazioni critiche

PhotoZoom Pro 7 Boxshot Transparent 800pxA tutti è capitato ameno una volta trovarsi a lottare con un’immagine fotografica o grafica a bassa risoluzione tale da non poter essere sufficientemente ingrandita se non con una notevole perdita di qualità sottoforma di artefatti e distorsioni, con un risultato visivo difficilmente accettabile.

Leggi tutto...

Da Bosch una nuova batteria ibrida a 48 Volt a ioni di litio

Elemento sviluppato per favorire la diffusione dei veicoli ibridi di basso livello, dove l’alternatore serve da supporto di spunto al motore e per recupero di energia in rilascio 

bosch batteria ioni litio 48vNovità nel campo delle batterie per veicoli ibridi di base: Bosch ha sviluppato un nuovo accumulatore a 48 Volt agli ioni di litio di dimensioni standardizzate e con guscio in plastica per contenere peso e costo.

Leggi tutto...

Masterizzazione (e tanto altro ancora) con il Mac: ecco Roxio Toast 16 Pro

La nuova versione del popolare programma di produzione di Cd, Dvd e Blu-ray si aggiorna con nuove utilità 

toast16 pro generic fade lftRoxio ha da poco presentato la nuova versione di Toast, il popolare programma di creazione di Cd, Dvd e Blu-ray sulla piattaforma Mac, disponibile nella versione standard e in quella Pro (quest’ultima è arricchita da un pacchetto di interessanti e utili applicativi per un controvalore di 220 euro) che rendono oltremodo facile produrre contenuti digitali audio, video e multimediali.

Leggi tutto...

Da Samsung nuovi monitor per la televisione e per il computer

“The Frame” è il nuovo schermo televisivo che simula un quadro da parete. Il monitor Ultra-Wide CHG90 da 49 pollici assicura una grafica eccezionale gli appassionati di videogiochi

Samsung The Frame 01Samsung presenta sul mercato italiano la nuova famiglia di schermi dedicati sia alla televisione che al computer con particolare indicazione per gli appassionati dei videogiochi.

Leggi tutto...

Arriva “Dharma”, la dialisi portatile personalizzata

Sviluppato da EasyDial a cura di un trentino-americano da anni trapiantato in California, sarà sperimentato all’ospedale “Santa Chiara”. A Vigolo Vattaro in Trentino il sesto sito produttivo globale dell’azienda

apparecchio portalite dialisi East Dial Dharma CompositionHa l'ingombro di un trolley e può essere gestito dal paziente senza la continua supervisione di un medico. Si chiama “Dharma”  ed è il rivoluzionario dispositivo per la dialisi portatile, che verrà sperimentato per 125 giorni, in anteprima a livello italiano, in due centri: presso l'Ospedale “Santa Chiara” di Trento e al “San Martino” di Genova.

Leggi tutto...

Pronto per entrare i orbita il satellite radioamatoriale “Max Valier Sat”

Dopo anni di lavoro tra Alto Adige, Monaco e Brema, a fine giugno il satellite radioamatoriale progettato dagli studenti ed insegnati dell’Istituto tecnologico di Bolzano raggiungerà la sua orbita intorno alla Terra 

Satellite radioamatoriale MaxValierSatSotto la guida di esperti internazionali in navigazione spaziale, gli studenti e insegnanti dell’Istituto tecnologico in lingua tedesca “Max Valier” di Bolzano hanno costruito il primo satellite altoatesino, battezzato “Max Valier Sat”, che a fine mese sarà lanciato nello spazio. 

Leggi tutto...

La misura della luce nel laboratorio di nanoscienze dell’Università di Trento

Lo studio pubblicato su Nature Communications accende i riflettori sul comportamento dei fotoni, le particelle che compongono la luce, che si trovano nel medio infrarosso

Uni tn fotoni spettro infrarosso Piccione Trenti Mancinelli Lab nanoscienzeRilevare molecole di gas, effettuare monitoraggi ambientali accurati, stabilire comunicazioni satellitari efficienti nello spazio, dare vita a nuovi tipi di semiconduttori, indispensabili per tutti i principali dispositivi elettronici e microelettronici di nuova generazione: tutte queste attività hanno in comune lo studio dei fotoni.

Leggi tutto...

Il bisturi genomico “usa e getta” per la riparazione del DNA

Una ricerca del Cibio dell’Università di Trento condotto dal gruppo di ricerca guidato da Anna Cereseto individua una molecola “meccanica” che opera negli organismi malati senza effetti collaterali 

Cibio bisturi genomico gruppo lavoro ricerca Anna Cereseto 2Le terapie genetiche, sviluppate a partire dalla fine degli anni Ottanta grazie all’avvento dell’ingegneria genetica, sono state salutate come una vera rivoluzione per sconfiggere molte patologie tuttora incurabili, come le malattie di natura ereditaria (ad esempio fibrosi cistica, distrofia muscolare, emofilia o diabete di tipo 1), malattie che dipendono da fattori ambientali (come il cancro, le malattie cardiovascolari e quelle neurodegenerative) ma anche traumi, infezioni e ischemie.

Leggi tutto...

Il Radar Rime sviluppato da UniTrento per indagare sulle lune ghiacciate di Giove

Missione della sonda europea “Juice” prevista per il 2022 e operatività sul pianeta rosso nel 2029 dopo un viaggio interplanetario di sette anni

missione Juice NASA JPL giove e le sue lune ghiacciatePiù vicino il viaggio sulle tracce di vita tra le lune ghiacciate di Giove. Terminata la progettazione, può iniziare la costruzione della sonda e degli strumenti scientifici. Passo in avanti decisivo per la missione spaziale Juice (JUpiter ICy moon Explorer), che vede protagonista l’Università di Trento.

Leggi tutto...

UniTn, svelati i segreti dei “mattoni” nel materiale più leggero al mondo

Lo studio di Stefano Signetti dell’Università di Trento pubblicato su Nature Communications fa luce sulle proprietà nanomeccaniche dei tetrapodi, i “mattoni” che costituiscono l’aerografite, materiale a base di grafene

aerografite su soffione radicchioÈ nera, superelastica, idrorepellente, è un ottimo conduttore di elettricità, ma soprattutto è il materiale più leggero mai inventato al mondo: l’aerografite, nata nel 2012 nei laboratori di ricerca delle università di Kiel e di Amburgo partendo da una base di grafene.

Leggi tutto...

Libera, gratuita, veloce: nasce la rete regionale “EmiliaRomagnaWiFi”

Oltre 1.100 nuovi punti di accesso da Piacenza a Rimini. Donini: «un altro passo verso gli obiettivi fissati dall'Agenda digitale: vogliamo avere almeno 4.000 postazioni entro il 2019»

Presentazione EmiliaRomagna WiFi corsiniLiberi, gratuiti, veloci: saranno così i 1.103 nuovi punti di accesso a Internet che troveranno spazio anche in piazze, stazioni, ospedali e biblioteche da Piacenza a Rimini. Parte così “EmiliaRomagnaWiFi”, la nuova rete pubblica della Regione che sarà in grado di garantire un accesso facile e senza restrizioni a tutti, a cominciare da 183 territori.  

Leggi tutto...

i-Con, il condom-non condom che traccia la prestazione apre una nuova frontiera del sesso

Un anello ad alta tecnologia da apporre sul pene sopra il profilattico registra tutte le prestazioni, per poi trasferirle mediante App sul cellulare o sulla tavoletta per memorizzarle o condividerle

i.conAlla fine la tecnologia indossabile è arrivata anche lì, su quello che molti definiscono l’amico più prezioso: “i.Con” sviluppato da British Condom viene definito come “smart condom” o profilattico intelligente, ma non è un profilattico inteso nel senso tradizionale del termine.

Leggi tutto...

Riparare il midollo spinale con il grafene

Progetto europeo, cui partecipa anche UniTrento, impegnato nello sviluppo di un sistema bioelettronico in grado di stimolare la rigenerazione dei conduttori dell’impulso nervoso, la loro funzionalità così come quella motoria dell’organismo. Quattro anni di lavoro e oltre 5 milioni di finanziamento nell’ambito del programma Horizon 2020 

grafene texas peg midollo conduttività elettricaQuando una lampada a cui si tiene molto cade a terra e si rompe, si fa il possibile per ricomporre o sostituire con cura i pezzi e ripristinare la connessione elettrica perché possa tornare funzionale. Un gruppo di ricercatori sta cercando di fare una cosa simile: “riparare” il midollo spinale. È l’ultima frontiera della nanotecnologia e il materiale chiave per raggiungere lo scopo è una microfibra composita di grafene, materiale ultrasottile e versatile che si ottiene dalla grafite, il minerale usato per le matite, costituito da un singolo strato di atomi di carbonio.

Leggi tutto...

Da Università Ca’ Foscari brevetto per la misurazione delle onde marine eccezionali

Nuova tecnologia per osservare il mare con videocamere 3D per prevenire mareggiate

onde marineOsservando il moto ondoso in mare aperto con occhi “elettronici”, in grado di ricostruirlo in 3D, scienziati dell'Università Ca' Foscari Venezia e dell'Istituto di scienze marine del Consiglio nazionale delle ricerche hanno scoperto che onde eccezionalmente alte sono più frequenti di quanto finora ipotizzato dai modelli teorici.

Leggi tutto...

Lo studio dei super diamanti “Clippir” frutta al padovano Fabrizio Nestola la copertina di “Science”

La presenza di acqua e carbonio nei diamanti “Clippir” validano le ipotesi di precedenti studi e aprono nuovi scenari sui processi geologici che avvengono alle grandi profondità del pianeta Terra

 

Fabrizio Nestola unipdI diamanti super profondi rappresentano una rarissima categoria di diamanti che cristallizza a profondità all’interno della Terra tra circa 300 km e oltre 1.000 km: solo il 6% dell’intera popolazione mondiale di diamanti è considerata super profonda, mentre il 94% vengono definiti diamanti litosferici e cristallizzano a profondità molto minori tra circa 120 e 250 km.

Leggi tutto...

TROVA ...

Questo sito utilizza i cookie. Procedendo la navigazione su questo sito, accetti il fatto che potremmo memorizzare e accedere ai cookie sul tuo dispositivo.