Per fare la scienza bisogna fare l’Europa

Negli anni Ottanta, quattro gruppi di ricerca europei sono al lavoro per progettare un osservatorio di onde gravitazionali formato da due interferometri. Ma qualcosa non funziona e così EuroGrav – questo il nome del progetto – non vedrà mai la luce. In un recente articolo su The European Physical Journal H, la storica della fisica Adele La Rana ricostruisce i motivi di questo fallimento, che tanto ha da insegnare alle grandi collaborazioni scientifiche odierne

Adele La Rana nell’Aula Amaldi della Sapienza, Università di Roma. Crediti: Maurizio Perciballi

Oggi le onde gravitazionali sono un campo di ricerca “caldo” e in continua crescita. Eppure, appena quarant’anni fa, di tutto questo c’era poco più che un’idea, una visione. Può raccontarci lo spirito di quegli anni?

«Il gruppo di Pisa non stava affrontando un argomento che, nel corso degli anni Ottanta e anche successivamente, era ritenuto di punta per la rivelazione interferometrica delle onde gravitazionali. Stava affrontando una questione diversa: quella dell’isolamento sismico degli specchi di un interferometro. Mentre gli altri tre gruppi europei erano tutti ottici e si concentravano sul problema ritenuto più impellente – – Giazotto aveva creato un gruppo per un altro problema, che si è rivelato poi altrettanto importante. Se si sono rivelate le onde gravitazionali nel 2015, a quelle frequenze così basse, è anche perché c’era un isolamento adeguato degli specchi in Ligo a quelle frequenze, a cui normalmente il rumore sismico è preponderante».

l’interferometria laser, ovvero la tecnologia per realizzare la misura stessa, ndr

Finora, però, le onde gravitazionali da pulsar non sono ancora state viste…

«Lui guardava molto oltre perché voleva un’indipendenza di rivelazione. Voleva avere la possibilità di osservare con un solo rivelatore, a prescindere da tutto quello che succedeva nel mondo, se fossero o meno stati costruiti rivelatori altrove. Andare a 10 Hz significava lavorare sul rumore sismico».

La scelta di lavorare sul rumore sismico in Italia ha qualche legame con l’elevato rischio sismico in tanta parte del nostro paese?

Tornando a quegli anni, come procede la storia dei quattro gruppi europei?

L’interferometro Virgo a Cascina, in provincia di Pisa. La freccia indica il luogo dove è conservata la barra criogenica Explorer, l’esperimento di Amaldi e Pizzella, che ha funzionato al Cern fino al 2012. Crediti: Maurizio Perciballi

«Erano piccoli gruppi. Mettere su uno o più rivelatori interferometrici di onde gravitazionali in Europa è un’impresa molto grossa, che richiede un grande salto di scala sia nel numero di persone coinvolte che in fondi e infrastrutture. Questi gruppi lavoravano su quelli che possiamo definire “esperimenti da banco”, in particolare i tre gruppi ottici non erano abituati a grandi collaborazioni. Adalberto Giazotto invece aveva lavorato al Cern: questo ha un grosso rilievo quando è servito il salto di scala. Salto di scala che si vede già in Virgo, dal numero di persone che ci lavorano – decine e decine, rispetto alle dieci-venti persone che lavoravano alle barre risonanti come Explorer».

«Da una parte, c’è la componente umana. I piccoli gruppi, dicevamo, non sono abituati alle grandi collaborazioni, quindi ci sono competizione e diverse priorità. Questo è importante anche adesso, mentre si fanno i negoziati per Einstein Telescope, in cui si combatte anche per il sito, anche se oggi il campo di ricerca è gigantesco. Al tempo, c’era sicuramente tensione tra la possibilità di interagire in maniera vincente con le proprie agenzie nazionali e la possibilità di interagire con la Comunità europea come insieme di gruppi».

«E poi, la grande storia: nel 1989 cade il muro di Berlino e comincia il difficile processo di riunificazione della Germania, compreso il settore ricerca, che richiede fondi. La Germania deve fare un passo indietro rispetto a questo progetto ambizioso che richiede risorse importanti. In Inghilterra c’è la caduta della Thatcher, molte risorse vengono allocate verso progetti di tipo astrofisico, al servizio di una comunità più grande. In Italia si è realizzato un piccolo miracolo in un certo senso, perché si è mobilitata la comunità delle alte energie: a un certo punto, Infn ha preso in mano il progetto in maniera seria, considerandolo non un obiettivo irraggiungibile ma una sfida che andava raccolta».

Se EuroGrav non riuscì a decollare, invece Virgo – collaborazione tra Italia e Francia – ce l’ha fatta. Come è stato possibile?

Alain Brillet, fondatore francese di Virgo, con Adele La Rana presso il sito di Cascina nel 2017. Crediti: Maurizio Perciballi

«Un elemento chiave è stata la grande capacità di discussione scientifica di Adalberto Giazotto e del suo corrispettivo francese, Alain Brillet, esperto di laser e interferometria a livello internazionale, che sono stati molto convincenti. Ovviamente c’era una disposizione all’interno di Infn verso le onde gravitazionali: c’era una tradizione già in corso, grazie al fatto che l’Infn dagli anni Ottanta finanziava Explorer. Era qualcosa che agiva in continuità: passare da una vecchia generazione di rivelatori a un investimento su una nuova».

La nascita della collaborazione italo-francese ha in qualche modo ostacolato la formazione di una collaborazione europea più grande?

«Inizialmente i tre attori della possibile collaborazione europea erano i gruppi ottici di Glasgow, Garching e Parigi. L’interlocutore italiano entra in modo non perfettamente armonico all’inizio, tra il 1985 e il 1989. Il gruppo italiano entra in contatto con quello francese, ma nei successivi dibattimenti tra i gruppi ottici e anche con quelli americani per coordinarsi a livello internazionale, Giazotto non viene mai invitato e la collaborazione che sta nascendo tra Italia e Francia viene resa nota solo nel 1987. Questa situazione è molto spiacevole per i gruppi tedesco e britannico, che si ritrovano a progettare due interferometri in Europa mentre il gruppo francese, senza dire nulla, sta concertando di farne uno con l’Italia. È chiaro il perché: il gruppo francese non si sentiva sufficientemente riconosciuto, essendo il gruppo più giovane e non avendo un proprio prototipo di rivelatore, quindi temeva di avere un ruolo subalterno. Il gruppo italiano invece aveva competenze complementari a quelle di Brillet e colleghi e offriva l’opportunità di una collaborazione completamente alla pari. Oltre alla scienza, ha contato molto la fiducia di poter collaborare davvero».

«Sì, un altro motivo fu la differenza tra gli approcci scientifici, che si manifesta subito. Gli scozzesi e i tedeschi hanno già dei propri prototipi di interferometro di alcuni metri su cui testare le tecnologie, seguendo un approccio molto sistematico. D’altro canto, i francesi non hanno un prototipo, né ovviamente gli italiani, e il loro approccio è diverso: essendo gli ultimi a entrare in questo campo, non intendono perdere tempo sui prototipi, anche perché i problemi da affrontare passando dal metro al chilometro saranno molto diversi e le tecnologie vanno testate su chilometri. Il gruppo scozzese e il gruppo francese si scambiano lettere infuocate con parole molto forti».

«I francesi rimproveravano agli scozzesi la mancanza di fiducia: ci vedete come dei cowboy che partono all’attacco di questo campo così difficile “alla latina”, con passione ma senza un prototipo, scrivevano. L’approccio scientifico diverso – – è veramente sostanziale e ancora adesso c’è una fortissima sensibilità tra i protagonisti dell’epoca su questo argomento».

se lavorare senza prototipo è impensabile per scozzesi e tedeschi, gli italiani e i francesi non sono affatto convinti della validità di un prototipo su scala ridotta, ndr

I fisici tedeschi Walter Winkler (a sinistra) e Karl Maischberger (a destra) al lavoro su un prototipo di interferometro laser nel 1977. Crediti: Mpg

In un certo senso, è stato più facile per tedeschi e britannici entrare nella collaborazione statunitense che in quella italo-francese?

«Gli eventi dimostrano che è così. C’era un legame privilegiato tra il gruppo di Glasgow e gli Stati Uniti perché il loro leader iniziale, Ron Drever, si era spostato a Caltech. E poi il gruppo tedesco e quello britannico collaboravano da più tempo, sin dagli anni Settanta, e nelle dinamiche dei piccoli gruppi, questo conta. Del resto, non esisteva una comunità delle onde gravitazionali strutturata: c’erano piccoli gruppi che interagivano tra loro ma non c’erano conferenze dedicate, ci si incontrava nei congressi di relatività generale. Questo fu un altro grosso motivo che portò al fallimento di EuroGrav. Una forma di coordinamento, con referaggi e interazioni più strutturate, avrebbe certamente aiutato a vedere i vantaggi di una collaborazione europea rispetto alle singole collaborazioni già avviate; un comitato scientifico sovranazionale avrebbe certamente aiutato a non perdere l’occasione di avere un osservatorio interferometrico in Europa».

Cosa ha contribuito in seguito a formare la comunità internazionale delle onde gravitazionali come la conosciamo oggi?

Quanto somiglia questa storia a ciò che sta accadendo adesso con Einstein Telescope? Corriamo rischi simili oppure possiamo avere fiducia?

«È ovvio che ci sono fortissime competizioni. Sono in corso grosse discussioni per quanto riguarda la location e c’è una tensione della parte centro-europea – Olanda, Belgio e Germania – attorno all’organizzazione Nikhef olandese per collocare Einstein Telescope nel sud del Limburg, una zona strategica al confine tra i tre paesi. Per quanto riguarda la stabilità sismica, la proposta italiana di Sos Enattos, in Sardegna, è sicuramente più valida: dal punto di vista sismologico è migliore. Ci sono tante azioni presso le agenzie nazionali: olandesi, tedeschi e belgi spingono verso i propri enti nazionali, che sono molto favorevoli a mettere a disposizione una enorme somma, mentre in Italia non c’è ancora una risposta definitiva sullo stanziamento di Sos Enattos. Purtroppo è molto simile a quanto è successo allora».

Qual è la lezione più grande che Einstein Telescope può imparare dalla storia di EuroGrav?

«Che bisogna fare l’Europa. La lezione più grande, non solo da EuroGrav ma anche guardando a modelli vincenti come Eso e il Cern, è che l’alleanza fa la forza. Dobbiamo prendere coscienza che siamo scienziati, siamo fisici, siamo astrofisici europei, e che l’Europa è una realtà in cui dobbiamo cercare di esercitare quanto più possibile l’integrazione e la collaborazione, anche da un punto di vista scientifico. Perché questo, alla lunga, paga. Secondo me è questo il grosso insegnamento: mettere da parte le competizioni nazionali al servizio di una visione più europeista, che poi alla lunga è più appagante».

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