Rilevazione di deboli segnali nel rumore cosmico di fondo
L'Universo è composto di materia (e antimateria), materia oscura e tutti i tipi di elementi esotici che rendono il quadro un po' più complicato di quanto la maggior parte della gente ricorda dalla fisica e dalla chimica studiata al liceo. L'Europa è protagonista nel campo multidisciplinare della fisica astroparticellare che collega campi interrelati della fisica particellare, dell'astronomia e della cosmologia. Sostiene quattro Laboratori sotterranei profondi e due Osservatori per onde gravitazionali. I Laboratori sotterranei profondi si trovano da uno a due chilometri sotto la superficie terrestre. Sono progettati per ridurre al minimo le interferenze del "rumore" cosmico e migliorare il rilevamento di particelle cosmiche, come quelle (di tipo sconosciuto) che compongono la materia oscura, che rappresenta la maggior parte dell'Universo. Gli Osservatori per onde gravitazionali sono progettati per rilevare l'esistenza delle cosiddette onde gravitazionali (GW). Le GW sono ondulazioni nello spazio-tempo prodotte da corpi massivi in accelerazione come i buchi neri. Benché previsti dalla teoria della relatività generale di Einstein, devono ancora essere rilevati in via sperimentale. Per rafforzare la posizione dell'Europa nella fisica astroparticellare, alcuni ricercatori dell'UE hanno avviato il progetto ILIAS ("Integrated large infrastructures for astroparticle science"). Gli obiettivi generali comprendevano il miglioramento della rete, della ricerca e dell'accesso internazionale alle strutture. Tra le realizzazioni del progetto, è possibile citare una vasta categorizzazione presso entrambi i tipi di in stazione di sorgenti di rumore di fondo, accanto a materiali e metodi per ridurle al minimo. Le conoscenze dovrebbero migliorare la qualità dei futuri esperimenti e dimostrarsi anche utili per la scelta di nuovi siti e materiali per gli osservatori. Il consorzio ILIAS ha compiuto inoltre rilevanti progressi nella modellizzazione delle GW, producendo le prime forme d'onda affidabili in relazione alla fusione di buchi neri e in relazione ai limiti superiori sulle deformazioni gravitazionali di stelle di neutroni isolate. Tali dati dovrebbero migliorare lo sviluppo degli algoritmi per la rilevazione di segnali e, quindi, la probabilità della prima rilevazione in assoluto delle GW. ILIAS ha potenziato la comunità della ricerca dell'UE nel campo della fisica astroparticellare, con notevoli miglioramenti nell'infrastruttura, nell'attività di ricerca congiunta e nella rete internazionale. La riduzione del rumore e un miglior rilevamento del segnale, uniti a un ampio accesso scientifico potrebbero consentire all0e strutture dell'UE di svelare per prime la natura della materia oscura e di rilevare le GW, da lungo tempo ricercate, ma ancora sfuggenti.
