Il Premio Nobel per la fisica 2017

Il 3 ottobre 2017, la Royal Swedish Academy of Sciences ha assegnato l’ambito premio Nobel per la fisica a Rainer Weiss, Barry C. Barish e Kip S. Thorne per il loro apporto nell’ambito dello studio delle onde gravitazionali. In particolare, gli 825 mila euro (circa 8 milioni di corone svedesi) sono stati ripartiti in questo modo: una metà verrà data a Weiss mentre la restante parte verrà divisa tra gli atri due studiosi.
La motivazione ufficiale che ha portato alla premiazione del trio, enunciata sul sito dell’Academy, è la seguente:

“For decisive contributions to the LIGO detector and the observation of gravitational waves”

(“Per i decisivi contributi al rivelatore LIGO e l’osservazione delle onde gravitazionali”),

L’interferometro LIGO, acronimo per Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, è un osservatorio americano per la rilevazione delle onde gravitazionali, fondato nel 1984 da Weiss e Thorne, terminato nel 2002, grazie al quale gli studiosi sono riusciti, nel 2015, a dimostrare l’esistenza delle onde gravitazionali. Le onde gravitazionali sono un particolare fenomeno risultato dell’interazione tra corpi estremamente massivi, nel caso di LIGO due buchi neri che orbitavano intorno un comune centro di massa. Si tratta dell’ultima delle numerose conferme sperimentali a favore della teoria della relatività completata da Albert Einstein nel 1916. Tale teoria è, insieme alla meccanica quantistica, il più importante risultato della scienza moderna, senza il quale non sarebbe possibile fare fisica. Possiede oltretutto anche importanti riscontri tecnologici: senza la relatività non esisterebbe il GPS; inoltre, i grandi acceleratori di particelle, vedi quelli del Cern, sfruttano i risultati della relatività speciale per studiare il comportamento di particelle che urtano tra loro a velocità elevate.
Dicevamo, quindi, delle onde gravitazionali: queste sono una deformazione dello spazio-tempo che si propaga come un’onda. Rilevare questi fenomeni non è molto semplice: se consideriamo, infatti, che eventi di questo tipo inducono una distorsione rilevabile dagli strumenti paragonabile a frazioni delle dimensioni dell’atomo di idrogeno, ci rendiamo subito conto che è praticamente impossibile, dal punto di vista tecnico, raggiungere un risultato positivo. Infatti, lo stesso Weiss ha raccontato che ci sono voluti circa 40 anni prima di avere, nel 2015, una prima misura coerente con la teoria. La misurazione è stata possibile grazie alla particolare strumentazione di cui LIGO è dotato: un interferometro estremamente preciso, all’interno di un gigantesco tunnel vuoto a forma di L, lungo 4 km per lato, alle cui estremità si trovano degli specchi sospesi. Il raggio laser nell’interferometro può rilevare le piccolissime deformazioni di cui parlavamo, attraverso il fenomeno dell’interferenza luminosa.
Esistono ben due osservatori LIGO: uno è situato a Livingston, nel Montana, mentre l’altro si trova a Hanford, in California. Occorre inoltre ricordare il contributo italiano nello studio dell’argomento e nella scoperta: esiste, infatti, un interferometro simile a LIGO chiamato VIRGO, che si trova in una località in provincia di Pisa. In particolare, 3 rilevazioni sono state effettuate dagli osservatori americani mentre la più recente è stata ad opera di quello italiano.