Il rivelatore giapponese KAGRA si unisce a LIGO e Virgo nella caccia globale alle onde gravitazionali

Il rilevatore giapponese di onde gravitazionali Kamioka, o KAGRA, dovrebbe iniziare a collaborare con analoghi rilevatori nello stato di Washington, in Louisiana e in Italia a dicembre, aumentando la capacità degli scienziati di triangolare sulle origini di eventi cosmici cataclismici come le rotture del buco nero.
I rappresentanti di KAGRA, l'Osservatorio sulle onde gravitazionali (LIGO) con base negli Stati Uniti e il rivelatore di Vergine in Europa hanno firmato oggi un protocollo d'intesa a Toyama, in Giappone, per confermare la loro collaborazione.
L'accordo include piani per osservazioni congiunte e condivisione di dati.
"Questo è un grande esempio di cooperazione scientifica internazionale", ha dichiarato David Reitze di Caltech, direttore esecutivo del laboratorio LIGO, in un comunicato stampa.
"L'adesione di KAGRA alla nostra rete di osservatori delle onde gravitazionali migliorerà in modo significativo la scienza nel prossimo decennio".
Il fisico vincitore del premio Nobel Takaaki Kajita, ricercatore principale del progetto KAGRA, ha affermato che "non vediamo l'ora di unirci alla rete delle onde gravitazionali osservazioni entro la fine dell'anno.
”LIGO e Virgo sono attualmente nel bel mezzo di una pausa di un mese, per ospitare una serie di aggiornamenti e correzioni dello strumento che dovrebbero migliorare la sensibilità dei rivelatori alle sottili increspature nello spazio-tempo causate da distanti disturbi gravitazionali.
Nel frattempo, KAGRA è in fase di messa in servizio.
I rivelatori statunitensi ed europei dovrebbero tornare alle osservazioni scientifiche il 1 ° novembre.
KAGRA dovrebbe iniziare le operazioni scientifiche circa un mese dopo.
Tutti i rivelatori raccolgono le onde gravitazionali verificando lievi discrepanze nella traiettoria dei raggi laser causati da spostamenti nello spazio-tempo.
KAGRA sarà il primo osservatorio di onde gravitazionali su scala chilometro ad operare sottoterra, invece di utilizzare camere fuori terra.
Ci si aspetta che aiuti a smorzare il rumore indesiderato nel segnale a causa di venti e attività sismica.
Sarà anche il primo a utilizzare specchi criogenicamente raffreddati per ridurre il rumore termico.
"Queste caratteristiche potrebbero fornire una direzione molto importante per il futuro dei rivelatori di onde gravitazionali con sensibilità molto più elevate.
Pertanto, dovremmo fare ogni sforzo, per la comunità globale delle onde gravitazionali, per dimostrare che il sito sotterraneo e gli specchi criogenici sono utili ", ha detto Kajita.
Avere più rilevatori di onde gravitazionali renderà più facile agli astronomi l'osservazione dei disturbi con altri mezzi.
Quella tecnica, nota come "astronomia multi-messenger", è considerata una delle frontiere più potenzialmente produttive nell'astrofisica.
"Più rilevatori abbiamo nella rete globale delle onde gravitazionali, più accuratamente possiamo localizzare i segnali delle onde gravitazionali sul cielo e meglio possiamo determinare la natura sottostante degli eventi cataclismici che hanno prodotto i segnali", ha spiegato Reitze.
Ad esempio, nel 2017, le osservazioni combinate di LIGO e Virgo hanno permesso di restringere l'origine di una collisione di una stella di neutroni in una zona di cielo di 30 gradi quadrati.
Ciò era abbastanza preciso per gli scienziati per raccogliere dati in una gamma di lunghezze d'onda e ottenere informazioni senza precedenti sull'effetto di tali distruzioni (compresa la creazione di elementi come l'oro e l'uranio).
La sensibilità iniziale di KAGRA non dovrebbe essere abbastanza buona da rilevare le onde gravitazionali.
Ma man mano che la sensibilità del rivelatore giapponese migliora, averlo nel mix dovrebbe triplicare la precisione della ricerca, riducendo la zona target del cielo per le osservazioni di follow-up a circa 10 gradi quadrati.
Il memorandum d'intesa di oggi include anche il rilevatore di onde gravitazionali GEO600 in Germania.
Sebbene GEO600 non sia abbastanza sensibile da captare le increspature dello spaziotempo causate da lontane collisioni di buchi neri o stelle di neutroni, serve come terreno di prova prezioso per le tecnologie di rilevamento.
Un altro rilevatore di onde gravitazionali, LIGO India, dovrebbe entrare a far parte della rete nel 2025.