Dalla notte artica le origini dell’Universo

La Sapienza e il CNR, con la partecipazione di altri importanti enti di ricerca, hanno condotto nei giorni scorsi una campagna di lancio di palloni stratosferici dalla base Dirigibile Italia del CNR a Ny-Alesund (Isole Svalbard, latitudine 79°N).
I palloni raccoglieranno dati per studiare la circolazione stratosferica polare durante la notte artica, fornendo elementi per futuri esperimenti stratosferici per lo studio dell’universo primordiale.
I palloni stratosferici possono portare nello spazio vicino (quota intorno a 40 km), in modo relativamente economico, esperimenti scientifici di grandi dimensioni. I voli nella notte artica sono potenzialmente importanti per quegli esperimenti che richiedono bassissime temperature ed assenza di illuminazione solare per lunghi periodi (tipicamente esperimenti di astrofisica, cosmologia, geofisica e fisica dell’ atmosfera).
I lanci sono stati effettuati dalla ISTAR (S. Peterzén), con il supporto logistico del personale del DTA – CNR (E. Liberatori, F. Palmieri, V. Tulli) e degli sperimentatori di Sapienza Università di Roma (G. Amico, P. de Bernardis, S. Masi), il 17/1 ed il 19/1.
Appesi a grandi palloni riempiti di elio (con un volume di circa 3800 m3) gli strumenti, finanziati dal PNRA, progettati e realizzati dal dipartimento di Fisica della Sapienza, con la collaborazione dell’INGV (G. Romeo), hanno volato a quote stratosferiche, permettendo di campionare con precisione la circolazione in quota, grazie alla presenza a bordo del sistema GPS, di un processore resistente ai raggi cosmici, di comunicazioni bidirezionali Iridium, di un sofisticato sistema di controllo termico (la temperatura dell’aria in quota ha raggiunto gli 80 gradi sotto zero), e di un progetto ad altissima efficienza energetica.
L’ottimo funzionamento degli strumenti e i dati di circolazione raccolti sono entrambi preziosi per  la programmazione di futuri esperimenti stratosferici per lo studio dell’universo primordiale, come il Large Scale Polarization Explorer, finanziato dall’Agenzia Spaziale Italiana. Studiando la polarizzazione della radiazione cosmica a microonde, questo fornirà informazioni sui primi attimi dell’evoluzione dell’universo, pochi istanti dopo il big bang.
“Con questa missione abbiamo dimostrato come sia possibile far funzionare strumentazione scientifica complessa nelle terribili condizioni ambientali presenti in stratosfera durante l’inverno artico”, spiega Paolo de Bernardis, professore di Astrofisica presso Sapienza. Aggiunge Silvia Masi, ricercatrice del Dipartimento di Fisica di Sapienza: “Per questi strumenti abbiamo utilizzato un mix di tecnologie del vuoto, criogeniche ed elettroniche avanzate, che poi riutilizzeremo per realizzare con lo strumento LSPE il grande atlante del fondo a microonde e della sua polarizzazione. Nelle sue caratteristiche di dettaglio, secondo la teoria, è nascosto l’effetto dell’ inflazione cosmica, un evento che si sarebbe verificato un attimo dopo il big bang, quando le energie in gioco erano talmente elevate da non essere sperimentabili nei laboratori sulla terra. Misurarle sarà quindi importante sia per la cosmologia che per la fisica fondamentale“.
“In Artico, la ricerca italiana si esplica attraverso le strutture della Base Dirigibile Italia del Cnr, che fornisce il supporto a progetti di ricerca anche di altri Enti nazionali e internazionali”, spiega Enrico Brugnoli, direttore del Dipartimento terra e ambiente del Cnr. “La base è stata inaugurata nel 1997 e consiste in una struttura, aperta tutto l’anno, di 330 metri quadrati tra laboratori, uffici e alloggi, che può ospitare fino a 7 persone. Le attività di ricerca riguardano la chimica e fisica dell’atmosfera, la biologia marina, la fisica dell’alta atmosfera, la ricerca tecnologica, l’oceanografia, gli studi ambientali, la biologia dell’uomo e medicina, lo studio degli ecosistemi terrestri. A NyAlesund il Cnr ha coordinato anche le attività relative al completamento della costruzione e al collaudo della Torre Amunden-Nobile Climate Change.  Inoltre, il Cnr fa parte dell’International User Group del Laboratorio marino di NyAlesund, una nuova struttura per ricerche nell’ambito dell’ecologia marina, della fisiologia, della biochimica e delle scienze fisiche”.

Le immagini a corredo dell’articolo sono fotografie scattate da Vittorio Tulli del Cnr.