Captare fenomeni cosmici ancora inesplorati con un rivelatore grande poche decine di centimetri e capace di lavorare a temperature prossime allo zero assoluto.
È l’obiettivo di TANGO - Transducer Antenna for a Noiseless Gravitational Observatory, il progetto guidato da Matteo Borghesi, ricercatore del Dipartimento di Fisica dell’Università di Milano-Bicocca. L’iniziativa ha ottenuto dall’Unione europea un ERC Starting Grant da 1.5 milioni di euro, risorse che consentiranno anche di costruire un gruppo di ricerca dedicato.
Le onde gravitazionali sono minuscole deformazioni dello spazio-tempo generate da eventi estremi dell’Universo. Quando raggiungono la Terra, dopo aver viaggiato per milioni o persino miliardi di anni, producono deformazioni incredibilmente piccole. La loro prima osservazione nel 2015 ha confermato una delle più importanti predizioni della relatività generale di Einstein e ha inaugurato una nuova forma di astronomia, capace di osservare fenomeni invisibili ai telescopi tradizionali. Da allora sono stati rivelati centinaia di segnali provenienti da sorgenti astrofisiche note, ma gran parte dello spettro delle onde gravitazionali resta ancora inesplorato.
TANGO punta proprio a esplorare la banda delle alte frequenze, compresa tra 100 kHz e 10 MHz, dove potrebbero nascondersi segnali legati a fenomeni ancora poco conosciuti, dalla materia oscura ai buchi neri primordiali.
Un ponte tra cosmologia e tecnologie quantistiche
La sfida tecnologica è ridurre al minimo il rumore che può coprire segnali estremamente deboli. Per questo il progetto lavora su rivelatori ultrafreddi - in grado di operare a temperature prossime allo zero assoluto (-273 °C), dove il rumore dovuto all'agitazione termica della materia è drasticamente ridotto - e su tecnologie quantistiche che permettano di aumentare la sensibilità dello strumento.
L’idea di un dispositivo compatto apre una linea di ricerca complementare ai grandi osservatori e prova ad affrontare una regione dello spettro gravitazionale ancora sostanzialmente inesplorata.
Il progetto consolida un percorso già avviato a Milano-Bicocca da strutture dedicate alla ricerca di frontiera. Tra queste ci sono BiCoQ, il Centro di cosmologia quantitativa, e BiQuTe, il Centro interdipartimentale per le tecnologie quantistiche. TANGO nasce inoltre dall’esperienza della linea BAUSCIA, dedicata allo sviluppo di sensori per antenne gravitazionali ad alta frequenza.
Il finanziamento ERC permette così di far convergere fisica fondamentale, sensoristica avanzata e tecnologie quantistiche in un unico programma sperimentale. Per l’ecosistema lombardo della ricerca è anche un esempio di come competenze sviluppate in ambiti scientifici diversi possano integrarsi nella progettazione di nuovi strumenti, con ricadute sulla capacità di misurare fenomeni finora inaccessibili.

