VIRGO

Virgo è un rivelatore ospitato presso l’Osservatorio Gravitazionale Europeo (EGO), nella campagna vicino a Pisa, con lo scopo di rilevare le onde gravitazionali provenienti da sorgenti astrofisiche.

Il rivelatore è composto da un interferometro di Michelson, capace di rilevare le minuscole variazioni di lunghezza nei suoi due bracci da 3 km indotte dal passaggio delle onde gravitazionali. La precisione richiesta è raggiunta grazie a numerosi sistemi che lo isolano dal mondo esterno, tra cui il mantenimento degli specchi e della strumentazione in alto vuoto e la loro sospensione tramite complessi sistemi di pendoli. La Collaborazione Virgo lavora insieme agli scienziati della Collaborazione Scientifica LIGO e della Collaborazione KAGRA per formare la Collaborazione LIGO-Virgo-KAGRA (LVK). La Collaborazione LVK è una rete di scienziati che coordina e collabora sia nel mantenimento in funzione e nell’upgrade dei rivelatori che nella produzione dei risultati scientifici.

Il gruppo Virgo di Bologna è formato da fisici e astronomi del Dipartimento e ricercatori della sezione di Bologna dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare” (INFN-Bo), ed è entrato a far parte della collaborazione Virgo nel febbraio 2025. Gli interessi scientifici e tecnologici sono distribuiti su diversi ambiti di ricerca e coprono tutte le principali attività di Virgo.

VIRGO a Bologna

Gli interessi principali riguardano l’utilizzo delle onde gravitazionali (GW) come sonde cosmologiche, la ricerca di segnali transitori (brevi e lunghi) e l’astrofisica multi-messaggera. Il gruppo si occupa di sviluppare una pipeline per l’analisi di GW simulate e di dati multi-messaggeri, incluso lo studio e l’implementazione di tecniche innovative basate su approcci di Machine Learning.

L’attività teorica include la ricerca di evidenze di discretizzazione dell’area nei dati delle coalescenze di sistemi binari compatti (CBC). A partire dalle forme d’onda previste dalla Relatività Generale (GR), l’obiettivo è calcolare gli effetti suggeriti dalla quantizzazione dell’area. Lo scopo è modellizzare una nuova forma d’onda che includa questi effetti. Questa forma d’onda modificata sarà poi applicata ai dati per determinare se la GR standard sia sufficiente entro i margini di errore o se vi siano indizi che richiedano l’inclusione di tali effetti di quantizzazione.
L’analisi burst si concentra sul miglioramento e l’ottimizzazione della pipeline chiamata WDF per la ricerca all-sky di segnali brevi e la sua applicazione alla ricerca di segnali da collasso di supernovae (CCSN).  Si intende inoltre contribuire all’analisi del rumore Virgo e al testing di nuove pipeline per la classificazione dei segnali transitori dovuti al rumore. Lo studio e la messa in produzione di soluzioni basate su ML per l’identificazione dei glitch farà parte dell’attività del gruppo DIFA-INFN, con l’obiettivo di supportare il gruppo di noise hunting.

Il gruppo sta sviluppando: schede elettroniche basate su FPGA e del relativo firmware, per implementare flussi di dati a bassa latenza e progettazione di algoritmi paralleli, acquisizione dati (DAQ) in tempo reale e  sincronizzazione temporale con la tecnologia White Rabbit per una temporizzazione accurata al nanosecondo e la distribuzione di clock a basso jitter, tecniche software e di calcolo incluso l’uso di workflow di Intelligenza Artificiale e la progettazione di modelli di dati e calcolo. È in programma una collaborazione con il centro CNAF-INFN per l’implementazione di pipeline di ricerca GW e multimessaggera.