Fisico Propone Esperimento per Manipolare Onde Gravitazionali con la Luce

Il Professor Ralf Schützhold, fisico teorico presso l'Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) e Direttore dell'Istituto di Fisica Teorica dal 2025, ha formalizzato una proposta sperimentale per controllare attivamente le onde gravitazionali attraverso l'interazione con la luce. Questa concezione si basa sul principio che la gravità influenza ogni forma di energia, inclusa la radiazione elettromagnetica.

Il meccanismo centrale ipotizzato prevede il trasferimento di pacchetti energetici minimi, concettualmente assimilabili ai gravitoni, tra un'onda luminosa e un'onda gravitazionale in transito, come descritto in una pubblicazione del 2025 su Physical Review Letters. Se misurabile, questo scambio energetico provocherebbe un lieve aumento nell'intensità dell'onda gravitazionale, accompagnato da una variazione estremamente ridotta della frequenza dell'onda luminosa. Il successo di tale esperimento suggerirebbe fortemente l'esistenza del gravitone, la particella ipotetica mediatrice della forza gravitazionale, mentre un fallimento confuterebbe la teoria gravitonica attuale.

Per rilevare una variazione di frequenza così esigua, il dispositivo sperimentale richiesto necessita di dimensioni imponenti. La proposta prevede l'utilizzo di impulsi laser riflessi fino a un milione di volte all'interno di una configurazione lunga un chilometro, realizzando un percorso ottico complessivo di circa un milione di chilometri. Le minime alterazioni di frequenza risultanti dovrebbero essere rilevate tramite un interferometro calibrato con estrema precisione, in modo analogo ai rilevatori di onde gravitazionali esistenti.

La configurazione strumentale presenta analogie con rilevatori come LIGO, progetto congiunto tra Caltech e MIT sostenuto dalla National Science Foundation (NSF), il cui primo segnale di onda gravitazionale fu registrato il 14 settembre 2015. La quarta campagna osservativa di LIGO, O4, si è conclusa il 18 novembre 2025, momento in cui l'apparato è entrato in fase di aggiornamento. Schützhold ha suggerito che l'uso di fotoni entangled potrebbe potenziare la sensibilità dell'interferometro proposto, consentendo in linea di principio di dedurre lo stato quantistico del campo gravitazionale.

L'esperimento Virgo, situato a Cascina (PI) in Italia e fondato da CNRS e INFN, è un altro grande interferometro che collabora con LIGO. Sebbene la ricerca di una prova sperimentale del gravitone sia ambiziosa, con Freeman Dyson che in passato aveva espresso scetticismo sulla sua osservabilità pratica, l'ancoraggio a concetti infrastrutturali già impiegati da strumenti come LIGO fornisce una base concreta per questa indagine teoricamente rilevante sulla natura quantistica della gravità.