Advanced Virgo

Advanced Virgo è la versione migliorata di Virgo, che inizierà a funzionare alla fine del 2016, entrando nella cosiddetta era degli interferometri gravitazionali di seconda generazione. Nell’ardua corsa verso Advanced Virgo, La collaborazione scientifica Virgo è molto cresciuta e comprende, oggi, cinque paesi europei: Francia, Italia, Olanda, Polonia e Ungheria.

Nel 2011, alla fine del primo periodo di presa dati, tutte le componenti principali di Virgo sono state smontate per essere sostituite con quelle perfezionate di Advanced Virgo: questo porterà a un miglioramento di sensibilità di dieci volte. La prima versione di Virgo era in grado di rivelare segnali di onde gravitazionali dovute alla coalescenza di una stella binaria di neutroni fino alla distanza di 30 milioni di anni-luce. Considerando la popolazione stellare delle galassie, questo significa che con il Virgo iniziale la frequenza di segnali aspettati era soltanto di uno ogni 20-50 anni. Questo basso numero di segnali previsti giustifica il fatto che Virgo e LIGO non abbiano visto nessun segnale di onde gravitazionali.

La migliore sensibilità di Advanced Virgo consentirà di osservare sorgenti di onde gravitazionali dieci volte più distanti, cioè esplorare un volume di Universo 1000 volte più grande di prima. In un così  grande volume la probabilità di rivelare un segnale è enormemente più grande. Ci si potrebbe attendere di captare un segnale di onde gravitazionali ogni mese, o addirittura ogni settimana.

The volume of space accessible by the initial Virgo (green) and Advanced Virgo (purple)

Per compiere il salto di sensibilità verso Advanced Virgo, gli scienziati della collaborazione Virgo hanno sviluppato tecnologie di frontiera, cruciali per ridurre il numero dei segnali spuri dovuti ai vari tipi di rumori.

Alcuni dei più importanti miglioramenti sono:

  • il sistema di sospensione degli specchi, fondamentale per ridurre il rumore sismico. In Advanced Virgo gli specchi sospesi nel vuoto rimarranno indisturbati anche durante un debole terremoto!

  • I nuovi specchi di Advanced Virgo sono della migliore qualità del mondo. I difetti sulle loro superfici sono più piccoli di un nanometro (un milionesimo di millimetro). Inoltre la loro riflettività è esattamente quella nominale richiesta dal progetto.Gli specchi alle estremità dei bracci hanno una riflettività del 99.999% e lasciano passare solo 4 parti per milione di potenza verso i banchi ottici esterni, per il controllo dell’interferometro. Gli specchi di ingresso nei bracci e quelli di ricircolo hanno riflettivita’ diverse dal 100%, esattamente come richieste dalla loro funzione.

  • I fasci laser si propagheranno in ultra-alto vuoto, dieci volte migliore di quello del Virgo iniziale: la pressione residua nei tubi di 3 km sarà un milionesimo di milionesimo di atmosfera. Il sistema da vuoto di Advanced virgo (7000 metri cubi) sarà il più grande sistema da Ultra-Alto Vuoto d’Europa ed il terzo nel mondo, subito dopo i due LIGO, che hanno bracci di 4 km.

  • I sistemi elettro-ottici sono fortemente migliorati e renderanno i fasci laser di alta potenza perfettamente stabili e controllabili in lunghezza d’onda, potenza e forma del fascio.

Anche le infrastrutture e gli edifici sul sito di EGO sono stati sviluppati per adattarsi alle esigenze di Advanced Virgo.

One of the new Advanced Virgo mirrors on the test bench, at LMA, Lyon

Uno dei nuovi specchi di Advanced Virgo sul banco di test al LMA di Lione (Credits: LMA/EGO & The Virgo Collaboration).

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