a cura di Laura Bandiera
Marco Drago è un giovane ricercatore italiano (PostDoc in inglese) che per primo è stato testimone della prima osservazione diretta di onde gravitazionali. La scoperta, avvenuta nel mese di settembre 2015 da parte delle collaborazioni internazionali LIGO e VIRGO di cui l’INFN è parte, è stata annunciata pubblicamente l’11 febbraio 2016.
Caro Marco, ci puoi raccontare il momento della scoperta e come l’hai vissuto?
Quel giorno ero in ufficio al Max-Planck-Institut di Hannover a lavorare come al solito. L’algoritmo che abbiamo sviluppato in collaborazione con le Università della Florida, Padova e Trento manda una mail di allerta quando c’è un evento interessante rivelato da una delle antenne gravitazionali. Di falsi eventi è normale che ne capitino tanti, di solito una volta al giorno c’è un’allerta, quindi non ero sorpreso e ho subito dato un’occhiata come faccio solitamente.
Questa volta però era qualcosa di particolare, un segnale con un’energia almeno il doppio del solito ed era chiaramente visibile la tipica forma dovuta a due corpi che ruotano uno attorno all’altro e poi si fondono in un unico oggetto. Era chiaro che ci trovavamo di fronte a qualcosa di nuovo, rispetto al passato, ma il mio primo pensiero è stato che fossi di fronte ad una onda finta inserita all’interno dei dati come test. E’ una procedura che attuiamo all’interno della collaborazione: inseriamo dei segnali finti che simulano onde gravitazionali, in casi estremi ad insaputa della collaborazione, per testare l’infrastruttura completa. Penso che in molti, all’interno della collaborazione, abbiano pensato a questo non appena hanno visto il segnale, era così perfetto! Comunque sia, l’eccezionalità ci ha coinvolti subito, tutti quanti, fin dall’inizio.
Questi mesi, prima dell’annuncio della scoperta, come li hai vissuti?
Eravamo tutti molto impegnati a procedere con le dovute verifiche per dare una significanza all’evento stesso e poter proclamare con certezza di avere fatto la scoperta. Una scoperta epocale! Non è stato facile tenerla segreta, ma era necessario, volevamo essere certi di aver fatto tutti i controlli necessari per essere sicuri di aver raggiunto il risultato. E’ stato faticoso poichè i controlli hanno richiesto tempo ed energia, e non è stato facile convogliare i commenti ed i suggerimenti di oltre le 1000 persone che lavorano al progetto internazionale in un’unica pubblicazione. Alla fine posso dire che è stato un bel lavoro di squadra.
Puoi spiegarci cosa sono le onde gravitazionali e come LIGO è riuscito a misurale?
Einstein ha rivisitato la visione della gravità newtoniana immaginando che un oggetto deformi lo spazio (che in effetti è uno spazio-tempo), un po’ come una grande massa che deforma un piano elastico con il suo peso. Un qualsiasi oggetto che si muove su questo elastico tende a seguire la curvatura, e quindi se si avvicina troppo alla massa, può o caderci sopra oppure deviare la sua traiettoria. Ora se immaginiamo che questa massa si muova lungo il piano elastico, o ancora meglio due masse che ruotano una attorno all’altra, possiamo immaginare che producano delle onde sul piano elastico che si propagano anche lontano dalle masse stesse, un po’ come un sasso che cade nell’acqua. Quando le onde gravitazionali viaggiano, e lo fanno alla velocità della luce, deformano la struttura spazio-temporale e allungano-accorciano le distanze lungo due direzioni perpendicolari. L’esperimento LIGO usa un laser a cui fa percorrere due distanze uguali lungo due direzioni perpendicolari di 4 chilometri. Quando il laser ritorna alla posizione di partenza, produce una interferenza di luce distruttiva, per cui non si vede alcun segnale. Ma se il passaggio dell’onda ha alterato le distanze dei due bracci, allora i due fasci laser non si annullano più, l’interferenza non è più totalmente distruttiva e si produce un segnale. Questa variazione di distanza aspettata è molto piccola, un millesimo del diametro del protone! Capite la difficoltà della scoperta.
Quando è nata la tua passione per la fisica e in particolare per la ricerca delle onde gravitazionali?
Ho conosciuto la fisica al liceo e me ne sono appassionato. Ho sempre avuto una certa predilezione per la matematica, ma è veramente emozionante vedere come la realtà sia ben spiegata e studiata dalla fisica. Così ho deciso di iscrivermi all’università e intraprendere la strada della ricerca. L’incontro con le “onde gravitazionali” è stato quasi un caso: avevo saputo della possibilità di una tesi su di un’analisi dati riguardo questo tema, mi sono informato e non mi sono più staccato … questo campo di ricerca è entusiasmante.
Che cosa vorresti fare nel prossimo futuro e cosa consiglieresti ai ragazzi interessati a intraprendere la strada per diventare fisici?
Adesso che abbiamo visto un segnale e ci aspettiamo di vederne altri, la nuova fisica gravitazionale è solo all’inizio. E’ un momento veramente eccitante. Stiamo per aprire una nuova finestra nello studio dell’Universo. Se qualcuno vuole studiare fisica, si prepari a rimboccarsi le maniche, ma anche a stupirsi della bellezza della natura. Apritevi alla meraviglia e siate curiosi, non lasciate mai che altre persone fermino la vostra curiosità e il vostro desiderio di provare strade nuove.
Marco ha conseguito il titolo di Dottore di Ricerca in Fisica presso l'Università di Padova nel 2010 con una tesi dal titolo "Ricerca di segnali di onde gravitazionali transitori con una forma d'onda note nella rete LIGO-VIRGO di rivelatori interferometrici utilizzando un algoritmo pienamente coerente". Marco è inoltre uno degli sviluppatori (in collaborazione con le Università della Florida, Padova e Trento) del programma di elaborazione dati che ha fornito la prima risposta quasi in tempo reale dei dati provenienti dai rivelatori della rete LIGO-VIRGO. Dopo il dottorato, fino al 2014, Marco ha lavorato come PostDoc presso l'Università di Trento. Mentre, a partire dal 2014 lavora come PostDoc presso il Max-Planck-Institut per la Fisica della Gravitazione ad Hannover, in Germania.