Un nuovo esperimento proposto da fisici mira a catturare i gravitoni, particelle elusive che sono responsabili della forza gravitazionale, utilizzando una barra di alluminio ultra fredda.

©Pikovski Research Group

Per oltre un secolo, il gravitone, considerato la particella teorica che dovrebbe mediare la forza di gravità, ha rappresentato più che un interessante argomento di discussione scientifica. Recentemente, un gruppo di fisici dell’Università di Stoccolma ha progettato un esperimento che potrebbe portare a risultati promettenti nella cattura di questi elusive particelle quantistiche.

La natura effimera del gravitone

I gravitoni possono essere visti come i fotoni del campo gravitazionale, con la differenza che questi ultimi si lasciano catturare più facilmente. Mentre è possibile ottenere immagini di fotoni con una semplice fotocamera, i gravitoni si rivelano molto più sfuggevoli. Alcuni scienziati, scoraggiati dalla loro invisibilità, avanzano l’ipotesi che possa essere impossibile osservarli. Tuttavia, il team di Stoccolma non si è arreso e ha messo a punto un metodo che potrebbe rivelarsi efficace.

Il piano prevede l’uso di una barra di alluminio del peso di 1.800 chili, da raffreddare a temperature prossime allo zero assoluto e a cui sono collegati sensori quantistici. Cosa si intende ottenere? Il rilevamento delle onde gravitazionali che attraversano il metallo. Ogni volta che ciò accade, la barra emette vibrazioni impercettibili e i salti quantici registrati dai sensori potrebbero indicare la presenza di un singolo gravitone.

Una questione di sensibilità

Oggi il principale ostacolo riguarda la sensibilità di questi sensori quantistici, che devono essere in grado di captare le vibrazioni minime. L’analogia potrebbe essere quella di cercare di udire un sussurro in un contesto di concerto rock. Eppure, gli scienziati si mostrano fiduciosi, ritenendo che lo sviluppo di opportuni strumenti sia all’orizzonte. La storia della scienza ha dimostrato più volte che il progresso può giungere inaspettatamente.

Il progetto trae ispirazione dagli studi del pioniere Joseph Weber negli anni ’60, il quale aveva tentato di utilizzare cilindri d’alluminio per captare le onde gravitazionali, senza mai confermare i risultati. Tuttavia, continua a valere l’idea di sfruttare l’alluminio come materiale per il rilevamento delle vibrazioni causate dalle onde gravitazionali, nella speranza di riuscire a catturare un gravitone.

Cosa c’è in gioco?

Ma quale significato ha la cattura dei gravitoni? La gravità è una delle quattro forze fondamentali dell’universo, ma resta la più sfuggente. Le altre forze possiedono già le loro particelle portatrici: fotoni per l’elettromagnetismo, gluoni per l’interazione forte e bosoni W e Z per l’interazione debole. La gravità, al contrario, ha sempre mantenuto una certa distanza dalla comprensione scientifica.

Riuscire a identificare il gravitone significherebbe finalmente conferire una dimensione concreta alla gravità e integrarla nel Modello Standard della fisica. Ci si potrebbe avvicinare a completare un puzzle scientifico che continua a essere rimandato. Se i ricercatori di Stoccolma raggiungono il loro obiettivo, il passo successivo sarà l’osservazione di onde gravitazionali prodotte da eventi cosmici distruttivi, come le collisioni tra stelle di neutroni. Questi fenomeni potrebbero generare un’ingente quantità di gravitoni, anche se la maggior parte di essi potrebbe sfuggire alla cattura della barra di alluminio. Tuttavia, con i giusti dispositivi, anche una piccola frazione potrebbe bastare a scrivere una nuova pagina della storia scientifica.

Fonte: Nature Communications

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