La rivelazione per la prima volta di una coalescenza di stelle di neutroni sia nel canale ottico che in quello gravitazionale nel 2017 ha segnato definitivamente la nascita dell'osservazione astronomica multimessaggera, spingendo quindi alla realizzazione di apparati di rivelazione con maggiore sensibilità, come ad esempio il progetto europeo Einstein Telescope che richiederà di operare a basse temperature per ridurre il rumore termico.
Questa proposta si inserisce in questo ambito, concentrandosi su un aspetto particolare, quale lo studio delle possibilità di attuazione a basse temperature delle masse di test dell'interferometro. Infatti, l'utilizzo di basse temperature non dà soltanto un immediato vantaggio per la riduzione del rumore termico, ma consente anche l'utilizzo di tecniche superconduttive e a basso rumore che possono dare un ulteriore vantaggio nel migliorare la sensibilità di rivelazione.
Il proponente ha un'esperienza quarantennale nella rivelazione delle onde gravitazionali, avendo contribuito alla realizzazione delle antenne risonanti criogeniche italiane, insieme con alcuni degli altri proponenti. In particolare, il proponente ha contribuito alla costruzione dell'antenna gravitazionale risonante NAUTILUS, dove per la prima volta una sbarra di alluminio di 2500 kg è stata raffreddata a 100 mK mediante un refrigeratore a diluizione He3-He4. Il proponente ha poi partecipato all'esperimento Virgo, progettando, realizzando e implementando l'ultimo stadio del sistema di sospensione degli specchi. In particolare, il proponente è stato responsabile dell'implementazione della sospensione degli specchi anche durante l'ultimo upgrade dell'interferometro dalla configurazione iniziale a quella di seconda generazione, Advanced Virgo. Lo scrivente ed i membri di questa proposta sono quindi nella condizione ideale per lo sviluppo di nuovi sistemi di trasduzione ed attuazione degli specchi degli interferometri gravitazionali
Attualmente l¿interferometro Advanced Virgo, insieme ai due interferometri LIGO, costituisce l¿unica rete di antenne gravitazionali operante, e in grado di fornire risultati scientifici. A partire dal 2015, dalla prima rilevazione di onde gravitazionali, le scopete si sono succedute a ritmo sempre più elevato. Oggi Virgo è chiaramente ai vertici mondiali per questo tipo di ricerca, e il gruppo del Dipartimento di Fisica, i cui membri hanno rivestito e rivestono ruoli importanti all¿interno della collaborazione Virgo, sono anch¿essi ai vertici del campo. Per mantenere la posizione attuale di preponderanza è necessario tuttavia accogliere in pieno ed affrontare la sfida della terza generazione, in cui a tecnologia delle basse temperature avrà un ruolo preponderante.
Inoltre, sensori di questo tipo, operanti a bassissime frequenze, sono necessari anche in molti ambiti di gravimetria e geofisica, sia per scopo commerciale che scientifico.
Le tecnologie sviluppate per il funzionamento degli attuali interferometri gravitazionali, unite alla necessità scientifica dettata dalle nuove sensibilità che si vogliono raggiungere, rendono raggiungibili risultati che finora erano considerati fuori portata.