Un nuovo studio pubblicato oggi rappresenta un caso convincente per lo sviluppo di "NEMO", un nuovo osservatorio in Australia che potrebbe fornire alcuni dei più eccitanti rivelatori di onde gravitazionali di nuova generazione che hanno da offrire, ma ad una frazione del costo.

Lo studio, co-autore dell'ARC Center of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav), coincide con una revisione a medio termine dell'Astronomy Decadal Plan dell'Australian Academy of Sciences in cui "NEMO" è identificato come obiettivo prioritario.

"L'astronomia delle onde gravitazionali sta rimodellando la nostra comprensione dell'universo, " ha affermato uno degli autori principali dello studio ARC Future Fellow, Dott. Paul Lasky, della Monash University School of Physics and Astronomy, e OzGrav.

"Le stelle di neutroni sono uno stato finale dell'evoluzione stellare, " Egli ha detto.

"Sono costituiti dalla materia osservabile più densa dell'universo, e si crede che siano costituiti da un superfluido, nucleo superconduttore di materia a densità sopranucleari. Tali condizioni sono impossibili da produrre in laboratorio, e la modellizzazione teorica della materia richiede un'estrapolazione di molti ordini di grandezza oltre il punto in cui la fisica nucleare è ben compresa".

Lo studio presenta oggi il concetto di design e il caso scientifico per un Neutron Star Extreme Matter Observatory (NEMO):un interferometro a onde gravitazionali ottimizzato per studiare la fisica nucleare con la fusione di stelle di neutroni.

Il concetto utilizza un'elevata potenza del laser circolante, spremitura quantistica e una topologia di rivelatore appositamente progettata per ottenere la sensibilità alle alte frequenze necessaria per sondare la materia nucleare utilizzando le onde gravitazionali.

Lo studio riconosce che gli osservatori di terza generazione richiedono sostanziali, investimenti finanziari globali e un significativo sviluppo tecnologico nel corso di molti anni.

Secondo Monash Ph.D. candidato Francisco Hernandez Vivanco, che ha lavorato anche allo studio, le recenti scoperte trasformative erano solo la punta dell'iceberg di ciò che il nuovo campo dell'astronomia delle onde gravitazionali potrebbe potenzialmente raggiungere.

"Per raggiungere il suo pieno potenziale, sono necessari nuovi rivelatori con maggiore sensibilità, " disse Francesco.

"La comunità globale di scienziati delle onde gravitazionali sta attualmente progettando i cosiddetti "rivelatori di onde gravitazionali di terza generazione (attualmente siamo nella seconda generazione di rivelatori; la prima generazione sono stati i prototipi che ci hanno portato dove siamo oggi)."

I rilevatori di terza generazione aumenteranno la sensibilità raggiunta di un fattore 10, rilevando ogni fusione di buchi neri in tutto l'universo, e la maggior parte delle collisioni di stelle di neutroni.

Ma hanno un prezzo alto. A circa $ 1 miliardo, richiedono un investimento veramente globale, e non si prevede che inizieranno a rilevare le increspature di gravità prima del 2035.

In contrasto, NEMO richiederebbe un budget di soli $ 50 a $ 100 milioni, tempi di sviluppo notevolmente più brevi, e fornirebbe un banco di prova per lo sviluppo tecnologico degli strumenti di terza generazione.

Il documento oggi conclude che sono necessari ulteriori studi di progettazione che dettaglino le specifiche dello strumento, nonché un possibile studio di scoping per trovare una posizione appropriata per l'osservatorio, un progetto noto come "Alla ricerca di NEMO".