La idea inicial, que se remonta a los años 70, partió del físico estadounidense Rainer Weiss, que más tarde se convertiría en uno de los fundadores del proyecto LIGO en EE. UU. Poco después, en Italia, Adalberto Giazotto subrayó la importancia de desarrollar un detector sensible en el rango de las bajas frecuencias (10-100 hercios) para estudiar los fenómenos de fusión en sistemas binarios. Giazotto, junto con el francés Brillet, propuso un proyecto que se materializaría en 1994 con VIRGO: un interferómetro europeo con dos brazos de 3 kilómetros cada uno, construido cerca de Pisa. La tecnología necesaria para la instalación de VIRGO fue concebida por investigadores del INFN y producida por industrias italianas. La segunda generación de interferómetros, las versiones avanzadas de los dos proyectos, LIGO y VIRGO, ahora unidos en una red de colaboración, pudieron observar las primeras señales en 2015, producidas más de mil millones de años antes en el proceso de fusión de dos agujeros negros.
Para lograr avances significativos, ahora será necesaria una tercera generación de interferómetros de sensibilidad extrema, que se puede alcanzar colocando los brazos a gran profundidad en el suelo. El proyecto del Einstein Telescope (ET) es una gran colaboración internacional activa desde hace más de diez años para establecer la viabilidad y las características óptimas de un interferómetro europeo de tercera generación.
En estos estudios, la colaboración entre Italia y España es muy estrecha. De hecho, dentro de ET, Italia cuenta con el mayor número de investigadores participantes (unos 500; entre ellos, Michele Punturo, coportavoz), seguida de Alemania y España (unos 150), país que ya colabora con Italia en Advanced VIRGO.
Para subrayar la colaboración en curso, cabe señalar que una importante comunidad de investigadores españoles en ET desarrolla su actividad en Barcelona, en el IFAE, centro de investigación dirigido actualmente por el físico italiano Eugenio Coccia (antiguo alumno de Edoardo Amaldi en los experimentos pioneros antes descritos y antiguo director de los Laboratorios Nacionales Gran Sasso, el mayor laboratorio subterráneo del mundo).
La experiencia italiana en experimentos de física underground, así como la tradición aquí descrita en el estudio de las ondas gravitacionales, han motivado a Italia a proponerse como líder en la realización de ET. Un comité científico del INFN, coordinado por Giorgio Parisi, premio Nobel de Física 2021 y doctor h.c. por la Universidad Complutense de Madrid (UCM), ha identificado un emplazamiento óptimo en una mina abandonada, en Cerdeña.
La baja sismicidad, la lejanía de los asentamientos industriales y la solidez del subsuelo, que ya está parcialmente preparado para albergar la infraestructura, confieren al proyecto unas características únicas. Esta alta vocación científicamente demostrada ha motivado al gobierno italiano a destinar cuantiosos fondos, en caso de confirmarse la ubicación sarda para la instalación del ET.
Siempre acelerando
Acelerar haces de partículas hasta alcanzar energías elevadas nos permite investigar detalles cada vez más precisos de la estructura de la materia. En los últimos cien años, los aceleradores de partículas han sido una de las principales herramientas de investigación de la física fundamental. En la inmediata posguerra, proliferaron los aceleradores en centros de investigación que competían entre sí. Más tarde, se comprendió la necesidad de seguir avanzando en la colaboración no solo entre los grupos de investigadores, sino también entre los diferentes gobiernos. Éste fue el camino emprendido con la creación del CERN (1954) por once naciones europeas, entre ellas Italia, gracias a la visión de Edoardo Amaldi.
Italia no solo contribuyó al CERN, sino que en Frascati, cerca de Roma, el INFN diseñó (1953-54) y construyó (1959) un sincrotrón para electrones. Ahí, un año después, en un acelerador, haciendo circular haces de electrones y positrones en direcciones opuestas en un Anillo de Acumulación (AdA). La idea no tardó en reproducirse en Francia, la URSS y EE UU. en un acelerador, haciendo circular haces de electrones y positrones en direcciones opuestas en un Anillo de Acumulación (AdA).
El ADONE (o ‘gran AdA’) se construyó en Frascati y entró en funcionamiento en 1969. Con esta tecnología y una energía ligeramente superior a la alcanzable por ADONE, se descubrió en 1974 la partícula J/ψ en Stanford (EE.UU.), un hito que supuso el Premio Nobel. La excelencia de la investigación italiana en física de partículas queda patente en los premios Nobel concedidos a Emilio Segrè (1959) y Carlo Rubbia (1984). El último gran descubrimiento, el bosón de Higgs (2012), se logró en el CERN gracias a dos experimentos independientes en el LHC (Large Hadron Collider), ambos dirigidos por investigadores italianos: Fabiola Gianotti (actual directora del CERN) y Guido Tonelli.
El INFN, promueve la transferencia de tecnologías originadas en el campo de la física de los aceleradores a otros campos, como la producción y distribución de energía y a la conservación del patrimonio artístico. Un caso emblemático de esta fructífera transferencia tecnológica se refiere al ámbito médico que, ya desde la década de los 50, se incorporó el uso de aceleradores en el tratamiento del cáncer.
En Pavía, el gran centro de investigación y terapia CNAO (Centro Nazionale di Adroterapia Oncologica-Centro Nacional de Hadronterapia Oncológica) es el ejemplo más destacado de esto hoy en Italia. Una importante contribución a la realización del CNAO vino de la mano de Caterina Biscari: italo-española, licenciada por la UCM, la cual ha desarrollado su carrera profesional principalmente en Frascati, como investigadora del INFN. Desde 2012, es directora de ALBA, la mayor infraestructura científica de España en el área de Barcelona. ALBA es una fuente de luz de sincrotrón que permite estudiar las propiedades de la materia con diversas aplicaciones tanto en el ámbito académico como en la investigación industrial.
Nada se improvisa
Detrás de un tejido único, de un coche de ensueño o de cualquier otro célebre producto Made in Italy –impresionante por su elegancia y sus prestaciones– no puede haber solo una intuición visionaria, sino que también hay un mundo de investigación, experimentación e innovación. Lo saben bien, por ejemplo, los millones de automovilistas que cada año, a lo largo de la autopista A4, cerca de Bérgamo, bordean el icónico muro rojo que identifica uno de los principales distritos de innovación europeos: Kilometro Rosso (kilómetro rojo). El campus alberga alrededor de 80 empresas, laboratorios y centros de investigación, con un total de 2.500 empleados e investigadores.
En el distrito se trabaja bajo una lógica abierta, según el modelo de la Open Innovation: la activación de sinergias entre sujetos con diferentes habilidades permite reducir los tiempos de desarrollo de soluciones innovadoras para ser transferidas al mercado. Nacido en 2009 por iniciativa privada, Kilometro Rosso representa un punto de referencia en el panorama internacional de la investigación y la transferencia de tecnología: 31 laboratorios, 50 proyectos de I+D financiados por más de 185 millones de euros y 835 patentes registradas.
Han contribuido a este tema Eugenio Coccia y Caterina Biscar.