GINGERino, un avanzato giroscopio laser ad anello (RLG, Ring Laser Gyroscope), installato a 1400 metri di profondità nei Laboratori Nazionali del Gran Sasso dell’INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare), ha raggiunto un nuovo record di sensibilità. Questo traguardo è almeno un ordine di grandezza superiore a quanto previsto dai modelli teorici di funzionamento di tali strumenti. Il risultato, pubblicato il 2 luglio su Physical Review Letters, è cruciale perché stabilisce una sensibilità limite per i giroscopi laser ad anello e conferma la loro validità per applicazioni di fisica fondamentale, relatività generale, geofisica e geodesia.
Dettagli dell’esperimento
“L’analisi dei dati di GINGERino indicava una sensibilità superiore a quella prevista dai modelli teorici. Abbiamo misurato direttamente il limite superiore di GINGERino con un approccio innovativo”, spiega Angela Di Virgilio dell’INFN, responsabile internazionale della Collaborazione GINGER. Enrico Maccioni, coordinatore tecnico di GINGER, aggiunge: “Abbiamo installato un secondo fotodiodo di rivelazione per dimostrare la misura e porre nuovi interrogativi alla teoria”. Alberto Porzio dell’Università di Cassino sottolinea l’importanza di considerare dinamiche più complesse nei modelli ottico-quantistici estesi.
Funzionamento e implicazioni
Un giroscopio laser ad anello come GINGERino è una cavità ottica risonante a forma di quadrato, con quattro specchi ai vertici. Riempita con una miscela di gas elio-neon, la cavità genera due fasci laser controrotanti. In assenza di rotazione, i due cammini ottici sono identici. Se la cavità ruota, i fasci laser avranno frequenze diverse, rilevabili registrando il segnale interferometrico di sovrapposizione. Questo fenomeno, noto come effetto Sagnac, permette di misurare con precisione fenomeni descritti dalla relatività generale.
Prospettive Future
La maggiore sensibilità di GINGERino apre nuove possibilità in diversi campi:
- Fisica Fondamentale: Verifica sperimentale di principi fondamentali come l’invarianza di Lorentz.
- Relatività Generale: Misura dell’effetto Lense-Thirring e test di teorie estese della gravità.
- Geofisica e Geodesia: Studi di sismologia rotazionale e geodesia grazie alla misura della rotazione locale della crosta terrestre.
L’esperimento GINGER, di cui GINGERino è il prototipo, è in costruzione ai Laboratori Nazionali del Gran Sasso grazie a una collaborazione tra INFN e INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia). Sarà parte del laboratorio sotterraneo geofisico UGGS (Underground Geophysics at Gran Sasso), segnando un significativo progresso nella scienza della Terra e nella fisica fondamentale.
