Sperimentazione

L’ultravioletto estremo, per studiare i campi magnetici del Sole
con una tecnica mai usata finora

 

Innovativo progetto all’IRSOL di Locarno, finanziato con 100’000 franchi dal Fondo Nazionale Svizzero, nell’ambito del bando Spark per idee promettenti di alta originalità. Intervista al fisico ticinese Gioele Janett

di Elisa Buson

Dopo aver scrutato il cielo per migliaia di anni, è ancora possibile guardare al Sole come nessuno ha mai fatto prima? È quanto intende scoprire il fisico ticinese Gioele Janett dell’Istituto ricerche solari Aldo e Cele Daccò (IRSOL), grazie a un ambizioso progetto di ricerca che ha conquistato un finanziamento da 100.000 franchi messo in palio dal Fondo nazionale svizzero (FNS) attraverso il programma Spark (“scintilla”), volto a sostenere idee innovative, non convenzionali e ad alto rischio. L’obiettivo è riuscire a decifrare in modo inedito le informazioni contenute nella luce solare, per carpire informazioni utili sui campi magnetici della nostra stella, i veri responsabili degli spettacolari fenomeni solari esplosivi che possono interferire con le nostre attività terrestri, mettendo fuori uso reti elettriche, satelliti, Gps e telecomunicazioni. 

Ingrandisci la foto Gioele Janett Ingrandisci la foto

«Il Sole è un astro molto dinamico, una sorta di calderone in continua ebollizione da cui fuoriescono flussi di particelle cariche e grandi masse di plasma ad alta energia che possono avere un forte impatto sulla Terra: studiare questi fenomeni e imparare a prevederli può portare grandi benefici alla società» - spiega il ricercatore.

Nato 35 anni fa a Bellinzona, Janett si è laureato in fisica al Politecnico federale di Zurigo (ETH), scoprendo quasi per caso la sua passione per il Sole. «Tutto è cominciato - dice - quando ho fatto il Servizio civile all’IRSOL: sono stato selezionato per sviluppare software con cui controllare il movimento del telescopio. Durante questa breve esperienza di pochi mesi, ho capito che il Sole è un grande laboratorio naturale dove è possibile studiare ogni aspetto della fisica, dall’ottica all’elettromagnetismo, dalla fisica nucleare alla fisica quantistica. Così, dopo la laurea, ho deciso di svolgere proprio all’IRSOL un dottorato in matematica applicata alla fisica solare».

Dopo il dottorato si è aperta una posizione di postdoc, che Janett occupa ormai da sette anni con un contratto part-time. «L’altra metà della mia settimana lavorativa - racconta - la trascorro tra i banchi del liceo di Bellinzona, dove insegno fisica. Questa doppia vita mi ha conquistato, perché mi permette di muovermi su due fronti diversi e, in un certo senso, complementari: da un lato il mestiere del ricercatore, guidato dallo spirito scientifico, dal pensiero critico e dalla perseveranza; dall’altro quello dell’insegnante, caratterizzato da una forte dimensione sociale, che mi consente di stare a contatto diretto con i ragazzi. Riesco a portare avanti questo duplice impegno lavorativo grazie al prezioso sostegno di mia moglie Melissa, e lo sguardo curioso dei miei figli nutre ogni giorno la mia passione per la scienza». 

Essere un postdoc significa doversi anche procacciare i finanziamenti per le proprie ricerche, e così Janett ha pensato di partecipare al bando Spark con un’idea davvero audace: misurare i campi magnetici del Sole in una modalità mai sperimentata prima.

«Quello che sappiamo del Sole - spiega - ci arriva attraverso la sua luce, che catturiamo grazie a strumenti come il telescopio solare dell’IRSOL. Il fascio di luce bianca può essere scomposto in diversi “colori”, ovvero diverse bande dello spettro elettromagnetico, ciascuna delle quali ci dà informazioni su un particolare strato dell’atmosfera solare. Studiando nello specifico la polarizzazione del fascio luminoso, ovvero la direzione in cui si muove l’onda elettromagnetica della luce, possiamo misurare i campi magnetici solari. La novità del nostro progetto sta nell’analizzare la polarizzazione in un particolare “colore” della luce, ovvero la banda dell’ultravioletto estremo, per ottenere informazioni su uno strato molto alto dell’atmosfera solare, quello che connette la cromosfera e la corona solare». 

La sfida è decisamente impegnativa. Negli Stati Uniti sono ancora in via di sviluppo le tecnologie che permetteranno questo tipo di misurazione, ma quello che manca davvero sono gli algoritmi necessari ad analizzare i dati per ricavarne le informazioni sui campi magnetici solari. «Oltre a rilevare l’impronta dei campi magnetici nella luce -sottolinea Janett - dovremo essere anche in grado di leggerla e interpretarla».

I ricercatori dell’IRSOL stanno già lavorando da una decina di anni allo sviluppo di questi strumenti teorici: il prossimo passo sarà renderli davvero applicabili. «In questi mesi - continua Janett - stiamo ultimando l’ottimizzazione degli algoritmi: una volta pronti, li metteremo alla prova in una complessa fase di calcolo che richiederà l’impiego di supercomputer e modelli tridimensionali dell’atmosfera solare. Sarà un po’ come sviluppare una TAC per il Sole: in questo modo, guardandolo da fuori riusciremo a capire cosa nasconde dentro. La speranza è che questo studio teorico di fattibilità dia risultati positivi, ma in ogni caso sarà utilissimo alla comunità scientifica. Inoltre la misura della polarizzazione nell’ultravioletto estremo è una prima mondiale che nessuno ha mai tentato prima». 

Il progetto coinvolgerà tre ricercatori dell’IRSOL, ovvero due fisici solari e uno scienziato computazionale, e verrà condotto nell’ambito di collaborazioni internazionali con diversi gruppi di ricerca svizzeri ed europei. L’eventuale successo aprirà la strada a uno studio di fattibilità che verificherà la possibilità di effettuare una vera e propria campagna di misurazione con il lancio di un razzo sonda. «La missione - precisa Janett - verrebbe realizzata nell’ambito dei progetti CLASP (Chromospheric Lyman-Alpha Spectro-Polarimeter), frutto di ampie collaborazioni internazionali che coinvolgono sia la NASA che l’agenzia spaziale giapponese JAXA». Per l’IRSOL sarebbe la quarta missione CLASP, con un razzo sonda lanciato a 300 chilometri di quota per catturare in una manciata di minuti la luce solare senza l’interferenza dell’atmosfera terrestre, che blocca buona parte dei raggi UV. È prematuro fare previsioni, conclude Janett, «ma se tutto dovesse funzionare come pensiamo, potremmo volare già nel 2028».