È iniziato con un obiettivo relativamente semplice:creare un prototipo per un nuovo tipo di dispositivo per monitorare il movimento delle strutture sotterranee al CERN. Ma il progetto, il risultato di una collaborazione tra il CERN e il Joint Institute for Nuclear Research (JINR) di Dubna, La Russia si è evoluta rapidamente. Il prototipo si è trasformato in diversi dispositivi in ​​piena regola che possono potenzialmente fungere da sistemi di allerta precoce per i terremoti e possono essere utilizzati per monitorare altre vibrazioni sismiche. Cosa c'è di più, i dispositivi, chiamati inclinometri laser di precisione, può essere utilizzato al CERN e oltre. I ricercatori dietro il progetto stanno ora testando un dispositivo presso il rivelatore Advanced Virgo, che ha recentemente rilevato onde gravitazionali, minuscole increspature nel tessuto dello spazio-tempo previste da Einstein un secolo fa. Se tutto va secondo i piani, questo dispositivo potrebbe aiutare i cacciatori di onde gravitazionali a ridurre al minimo il rumore che gli eventi sismici hanno sul segnale delle onde.

A differenza dei sismometri tradizionali, che rilevano i movimenti del suolo attraverso il loro effetto sui pesi appesi alle molle, l'inclinometro laser di precisione (PLI) misura il loro effetto sulla superficie di un liquido. La misurazione viene eseguita puntando la luce laser su un liquido e osservando come viene riflessa. Rispetto ai sismometri peso-molla, il PLI può rilevare il movimento angolare oltre al movimento traslatorio (su e giù e da lato a lato), e può rilevare il movimento a bassa frequenza con una precisione molto elevata.

"Il PLI è estremamente sensibile, può persino rilevare le onde sul Lago di Ginevra nelle giornate ventose, ", afferma il ricercatore principale Beniamino Di Girolamo del CERN. "Può rilevare il movimento sismico che ha una frequenza compresa tra 1 mHz e 12,4 Hz con una sensibilità di 2,4 × 10 ⁻⁵ μrad/Hz ^½ , " spiega il co-investigatore principale Julian Budagov di JINR. "Questo equivale a misurare uno spostamento verticale di 24 picometri (24 trilioni di metro) su una distanza di 1 metro, " aggiunge il co-investigatore principale Mikhail Lyablin, anche da JINR.

Il team ha assemblato e testato il prototipo PLI al JINR e al tunnel TT1 del CERN. Ha funzionato così bene che ha mostrato il potenziale per essere un utile sistema sismico di allerta precoce per l'High-Luminosità Large Hadron Collider (HL-LHC) e altre macchine ed esperimenti. Il Large Hadron Collider e i suoi fasci di protoni sono estremamente robusti all'attività sismica, ma l'HL-LHC utilizzerà fasci più stretti per aumentare il numero di collisioni protone-protone e, di conseguenza, il potenziale per le scoperte della fisica delle particelle. Ciò significa che è più probabile che i raggi vadano fuori centro in caso di un terremoto di grande magnitudo con un epicentro relativamente vicino al CERN. I PLI posizionati in diversi punti lungo la macchina potrebbero fungere da sistemi di preallarme per tali eventi.

Dato il potenziale del PLI, il progetto HL-LHC ha supportato il team nella costruzione di diversi nuovi PLI. Un PLI è già installato presso l'Osservatorio Sismico Garni in Armenia e un altro è stato distribuito con il supporto del gruppo Knowledge Transfer del CERN e dell'Istituto italiano INFN all'Osservatorio Gravitazionale Europeo, Italia, dove si trova Advanced Virgo. Il Virgo PLI è il risultato di una collaborazione iniziata dopo la conferenza APPEC di novembre 2018, attivato dal direttore generale del JINR e incoraggiato dalla direzione del CERN. La collaborazione è andata così bene che, meno di un anno dopo, il Virgo PLI è stato testato.

I risultati dei primi test sono incoraggianti. Con soli 15 minuti di dati acquisiti il ​​6 agosto, il PLI ha raccolto gli stessi segnali dei dispositivi già installati in Virgo, e da quel giorno in poi ha iniziato a funzionare ininterrottamente e ha rilevato diversi terremoti di piccola magnitudo. I team Virgo e PLI stanno ora configurando il flusso di dati dal PLI al sistema dati Virgo. Ciò renderà più semplice confrontare i dati di diversi dispositivi sismici e valutare il potenziale impatto del PLI sul funzionamento di Virgo e sul rilevamento delle onde gravitazionali. "Virgo e i due rilevatori LIGO negli Stati Uniti hanno recentemente iniziato un'altra ricerca di onde gravitazionali, uno che raggiungerà più in profondità l'universo rispetto alle ricerche precedenti, ", afferma l'ex portavoce della Vergine Fulvio Ricci dell'Università La Sapienza, Roma. "Siamo fiduciosi che il PLI possa svolgere un ruolo in questa importante ricerca, " Ha aggiunto.