Fausto ACERNESE | Progetti

SENSORI E SISTEMI INNOVATIVI PER LA MISURA DEL RUMORE NEWTONIANO

Il programma di ricerca parte dai sensori inerziali di posizione e di accelerazione monolitici sviluppati dal gruppo di Fisica Applicata dell'Università di Salerno in ambito geofisico con banda di misura (0,0000001 Hz - 100 Hz) e sensibilità previste da 10^-8 a 10^-14 m/sqrt(Hz), definibili in base alla tipologia di sistema di lettura del segnale meccanico.Al fine di adattare e finalizzare tali sensori alla misura di rumore newtoniano, si procederà all’ottimizzazione di un sensore meccanico monolitico standard portandolo a sensibilità dell'ordine di 10^-12 m/sqrt(Hz) nella banda 1 mHz - 10 Hz con readout di tipo LVDT, quest'ultimo importante non solo per migliorarne la sensibilità, ma anche per facilitarne l’interfacciamento con il sistema di monitoraggio. Successivamente di definirà un’architettura del sistema di acquisizione e monitoraggio costituita da un set di sensori geograficamente distribuiti, ottimizzata per l’effettuazione di tale misura.Per conseguire tali specifiche e procedere alla sperimentazione finalizzata alla misura di rumore newtoniano, il programma di ricerca sarà suddiviso in tre fasi:- ottimizzazione dei sensori monolitici meccanici;- definizione dell’architettura ottimale di posizionamento dei sensori per il monitoraggio geograficamente distribuito;- test sperimentali di misura.La prima fase consisterà nell’ottimizzazione di un sensore inerziale monolitico con particolare attenzione alla minimizzazione degli accoppiamenti tra i diversi gradi di libertà ed agli accoppiamenti causati da variazioni di temperatura, che possono rivelarsi critici nella taratura ed utilizzazione del sensore in bassa frequenza. In questa fase sarà anche ottimizzato il sistema di calibrazione del sensore per l'abbassamento della frequenza naturale di progetto ai valori di frequenza richiesti dalla specifica utilizzazione. Sarà, inoltre, sviluppato uno specifico readout LVDT di sensibilità, ampiezza di banda ed immunità ai rumori ambientali, adeguate alle specifiche.La seconda fase consisterà nel progetto dell’architettura di acquisizione e di monitoraggio geograficamente distribuito che possa consentire di ottimizzare le misure. In particolare, saranno effettuati test di sensibilità in laboratorio ed in siti opportunamente scelti, in modo da valutarne i punti critici, con particolare attenzione agli accoppiamenti termici, acustici ed elettromagnetici ambientali. I risultati scientifici ottenuti porteranno alla definizione di un primo prototipo operativo di sensore e di sistema di acquisizione geograficamente distribuita per la misura di rumore newtoniano.La terza fase, finale, prevedrà l'effettuazione di misure finalizzate alla validazione dei modelli teorici di rumore newtoniano. Tale fase, sarà necessariamente effettuata sul sito del rivelatore interferometrico di onde gravitazionali Virgo, al fine di potere correlare le misure effettuate con i segnali di uscita del rivelatore stesso.