Massimo Carpinelli, professore ordinario del dipartimento di Fisica “Giuseppe Occhialini” del nostro Ateneo e ricercatore associato presso l’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), un anno fa è stato designato alla direzione dell’Osservatorio Gravitazionale Europeo (EGO) e dal 1° gennaio 2023 ha assunto il nuovo incarico. Ci facciamo raccontare i suoi primi mesi di mandato e ci facciamo spiegare il ruolo e le sfide di EGO.
Professore Massimo Carpinellil, che cosa è l’Osservatorio Gravitazionale Europeo?
Fondato nel 2000 dall’italiano INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) e dal francese CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique), a cui si è unito in seguito Nikhef (Paesi Bassi), il Consorzio EGO, European Gravitational Observatory è l’osservatorio, alle porte di Pisa, che ospita l’interferometro per onde gravitazionali Virgo, uno dei tre rivelatori al mondo che ad oggi hanno osservato le onde gravitazionali. La scoperta di queste minuscole vibrazioni dello spaziotempo previste da Albert Einstein nella Relatività Generale è stata premiata con il Nobel nel 2017.
Quali funzioni svolge?
La funzione e gli scopi di EGO, che non sono essenzialmente cambiati rispetto al passato, si concentrano sul dare supporto, come infrastruttura di ricerca, all’interferometro gravitazionale Virgo. La nostra missione, che perseguirò nel mio ruolo di direttore, continua perciò a essere quella di garantire che l’attività del rivelatore si svolga al massimo della sensibilità. Tra le responsabilità di EGO c’è poi mantenere le relazioni con le istituzioni scientifiche che fanno parte del consorzio o che vorrebbero entrare a farne parte. Una delle novità più importanti rispetto al passato riguarda l’ingresso dell’Istituto nazionale olandese per la fisica subatomica, Nikhef, in veste di socio del Consorzio. Fino a tempi recenti EGO è stata essenzialmente un’impresa italo-francese. Le due nazioni, attraverso l’INFN e il CNRS, hanno contribuito alla maggior parte dei finanziamenti necessari e, grazie ad Adalberto Giazotto e Alain Brillet, alle idee che hanno portato allo sviluppo delle tecnologie di Virgo e alla fondazione del Consorzio. Solo da qualche anno le modifiche apportate allo statuto di EGO hanno reso possibile l’ingresso come soci di altre istituzioni scientifiche, consentendo l’adesione di Nikhef e un’apertura nei confronti di tutti gli enti che vorranno in futuro farne parte.
Ma, guardando ancora oltre, la comunità internazionale delle onde gravitazionali ha lanciato una nuova importante sfida: la realizzazione in Europa di un rivelatore di onde gravitazionali di terza generazione, ET Einstein Telescope. Dopo oltre vent’anni di storia, EGO si troverà quindi ad affrontare nei prossimi anni sfide decisive per il futuro della fisica gravitazionale europea e mondiale.
Infine il consorzio EGO ha costruito negli anni forti legami con il territorio, grazie anche all’impegno nella diffusione della cultura scientifica, attraverso l’organizzazione di eventi, spettacoli, mostre, laboratori e in particolare accogliendo le migliaia di studenti e studentesse che ogni anno visitano Virgo.
Che cos’è la fisica delle onde gravitazionali e perché ha un ruolo rilevante nella scienza e nella società?
La prima rivelazione delle onde gravitazionali ha portato alla nascita dell’astronomia gravitazionale, che osserva l’universo non attraverso la luce in tutto il suo spettro (visibile, radio, infrarosso, gamma…) ma grazie alle onde gravitazionali, minuscole increspature dello spazio tempo. Qualche anno dopo è stato il momento di una nuova rivoluzione, quella dell’astronomia multimessaggera. Si tratta di un modo completamente nuovo di studiare l’universo, utilizzando contemporaneamente le onde gravitazionali e la radiazione elettromagnetica (luce visibile, radio, gamma, infrarossa…). Questo nuovo approccio all’osservazione del cosmo permette di ottenere una quantità di informazioni prima impensabile sugli eventi astrofisici e ha cambiato completamente questo campo di studi.
Inoltre come in tutte le ricerche di frontiere questo sforzo costante di accrescere le nostre conoscenze, ma allo stesso tempo superare i limiti delle tecnologie esistenti ci rende capaci di produrre innovazioni e applicazioni, che possono essere utili in settori diversi della ricerca, ma anche della società.
Quali obiettivi si è prefisso nell’assumere questo incarico? Su quali attività punterà maggiormente?
Un aspetto contingente che mi trovo a dover affrontare è il ritorno alla normalità dopo la pandemia. Mi auguro quindi che nel 2023 si possa tornare ad avere un’affluenza massiccia di ricercatori nel nostro centro. Tra gli obiettivi che mi sono prefisso per il mio mandato c’è proprio quello di rendere EGO ancora più accogliente dal punto di vista logistico e dei servizi disponibili, non solo per i ricercatori della Collaborazione Virgo ma più in generale per la comunità di onde gravitazionali.
Un altro punto fondamentale è quello riguardante le forti connessioni con le comunità locali e altre istituzioni di ricerca a livello locale, nazionale e internazionale, un punto fondamentale per qualsiasi grande infrastruttura di ricerca, che è stato curato attentamente da tutti i miei predecessori e intendo continuare a sviluppare attraverso attività di contatto con il pubblico, collaborazioni di ricerca e uno scambio costante con le istituzioni locali. Infine la costruzione di ET segna una svolta importante per questa comunità, e EGO avrà un ruolo cruciale come hub di ricerca, dove sviluppare le tecnologie per i rivelatori del futuro e formare gli scienziati che se ne occuperanno. Il ruolo di EGO nella ricerca delle onde gravitazionali in Europa è sempre stato centrale, e intendo lavorare per mantenerlo e rafforzarlo.
Può farci un resoconto sintetico sui primi mesi di incarico?
Questa prima fase del mio incarico è stata diretta a contribuire a ultimare il grande lavoro di potenziamento del rivelatore fatto negli ultimi anni. Il nuovo run di presa dati di Virgo, che prende il nome di O4, dovrebbe prendere il via prima della prossima estate. Attualmente, siamo in quella che viene definita fase di commissioning, durante la quale si sta collaudando il funzionamento dei miglioramenti tecnici e tecnologici già effettuati sull’interferometro. Il nostro lavoro si è svolto in parallelo con quello in corso presso i due rivelatori che compongono l’osservatorio statunitense LIGO, anch’essi sottoposti negli ultimi due anni a interventi di upgrade. Questo perché l’alternanza tra periodi di presa dati e periodi dedicati al miglioramento degli strumenti è ormai concordata dalla collaborazione mondiale di cui fanno parte Virgo, gli interferometri statunitensi di LIGO e quello giapponese KAGRA. LIGO ha cominciato il nuovo periodo di presa dati pochi giorni fa e noi contiamo di affiancarlo nuovamente nei prossimi mesi. Tutti questi interventi si tradurranno in una maggiore sensibilità di Virgo, che sarà in grado di sondare lo spazio alla ricerca di eventi di coalescenza di sistemi binari composti da buchi neri, stelle di neutroni, o da coppie miste di questi oggetti, a distanze maggiori rispetto al passato. Ciò comporterà ovviamente anche un aumento del volume di spazio osservabile e del numero di segnali che saranno rivelati.
Come è arrivato a questo incarico? Può riassumerci la sua carriera di studente e poi accademica?
Mi sono laureato e dottorato all’Università di Pisa, dove sono stato Professore Associato fino al 2006. Sono attualmente Professore Ordinario presso il Dipartimento di Fisica “Giuseppe Occhialini” dell’Università di Milano-Bicocca. Sono stato Rettore dell’Università di Sassari e componente della Giunta della Conferenza dei Rettori delle Università Italiane, presidente della Commissione Scientifica dedicata alla ricerca tecnologica e applicazioni interdisciplinari dell’INFN. Ho partecipato agli esperimenti di fisica delle particelle ALEPH al CERN a Ginevra, e BaBar allo SLAC National Accelerator Laboratory in California.
