Sulle orme di Einstein: Elena Cuoco, la fasanese dell'anno 2016

FASANO - Elena Cuoco, classe '67, è una scienziata stimata a livello internazionale. Nata e cresciuta a Fasano, è oggi uno dei duecentocinquanta fisici d'Europa che lavorano a Virgo, l'interferometro per onde gravitazionali realizzato dall'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare italiano e dal Centre National de la Recherche Scientifique francese, a cui partecipano anche Olanda, Polonia e Ungheria. Virgo si trova presso Cascina, una cittadina vicino Pisa, sul sito dell'Osservatorio Gravitazionale Europeo (EGO). La ricercatrice da vent'anni impegnata come analista dei dati, fa parte della squadra che lo scorso febbraio ha annunciato al mondo “la scoperta del secolo”: le onde gravitazionali, ipotizzate da Albert Einstein cento anni fa nella teoria della “Relatività generale”, esistono e sono state osservate. Un evento sospetto nei dati, poi la segnalazione tramite mail del ricercatore Marco Drago, inviata all'intero team esattamente lo scorso 14 settembre, per comunicare l'importante rivelazione: piano piano, la reticenza iniziale ha lasciato il posto a felicità ed eccitazione, condivisa con tanti colleghi, ancora increduli. L'annuncio del risultato, tuttavia, è avvenuto soltanto l'11 febbraio, in seguito a un'accurata preparazione, ed è stato accolto con sommo stupore. Questa sensazionale notizia permetterà di aumentare la nostra conoscenza della natura e dell'Universo.

Determinazione, studio e una smisurata dedizione per la scienza hanno portato Elena Cuoco a raggiungere prestigiosi traguardi professionali. A lei va la palma di “Fasanese dell'anno 2016”: la sua tenacia e il suo eccelso contributo nel campo scientifico sono motivo di vanto per l'intera città, una città che si augura di poter festeggiare presto insieme a lei la più alta onorificenza mondiale: il Premio Nobel.

Innanzitutto, ci parli del suo legame con Fasano...

«Fasano è dove sono le mie origini. Non è possibile staccarsi dal posto in cui si è nati, dove si è vissuto nel periodo iniziale della propria vita».

Sente la mancanza del suo paese d'origine?

«Certo, è come sentire la mancanza di una nonna che vedi poche volte l'anno, ma di cui hai sempre una nostalgia viscerale».

Quali studi ha compiuto?

«Dopo aver finito il Liceo Scientifico a Fasano, mi sono trasferita a Pisa, dove mi sono laureata in Fisica e dove poi ho conseguito il titolo di Dottore di Ricerca in Fisica (Ph.D all'estero). Conseguito il dottorato di ricerca, ho vinto una borsa di studio per un assegno di Ricerca presso l'Osservatorio Astronomico di Arcetri, dove ho lavorato per due anni. In seguito, sono stata assunta come ricercatore a tempo determinato presso l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare e, infine, sono stata assunta permanentemente nello staff dell'Osservatorio Gravitazionale Europeo (EGO)».

Ha sempre voluto fare la scienziata?

«Si, da quando ero piccola. La scienza è sempre stata la mia passione in tutte le sue forme. Ricordo ancora quando chiesi un microscopio a Babbo Natale!».

Quando e come è entrata nello staff di Virgo?

«Dopo la laurea in Fisica, con una tesi in Astrofisica e Cosmologia e una serie di concorsi per tutta Italia per poter continuare gli studi post laurea, vinsi una borsa di studio presso l'Università di Pisa per conseguire il dottorato di ricerca in Fisica. Fu allora che il mio relatore di tesi di Laurea mi parlò di Virgo, di questo esperimento che stavano costruendo vicino Pisa e di un gruppo di fisici dell'Università di Pisa che si stava interessando a come analizzare i dati una volta che il progetto fosse stato messo in funzione. Fu così che entrai nel gruppo di fisici teorici supervisionati dal bravissimo Prof. Giuseppe Curci e arrivai in Virgo come esperta di analisi dati».

Ha seguito o curato qualche progetto nello specifico?

«Sì, certo, entrando in Virgo quando avevano appena iniziato la sua costruzione, ho cominciato la mia attività di analisi dati su simulazioni numeriche, introducendo per esempio alcune metodiche di analisi dati innovative nell'ambiente, come la procedura di whitening, ovvero di sbiancamento (pulizia) dei dati, utile per la rivelazione del segnale gravitazionale (Journal Ref: Classical and Quantum Gravity 18 (2001) 1727-1752). Uno dei problemi principali di esperimenti quali LIGO (Laser Interferometer Gravitational Observatory) e Virgo è il fatto che cerchiamo un segnale molto piccolo in un fondo di rumore molto grande. È fondamentale quindi comprendere la natura del rumore, estrarne le caratteristiche principali ed eventualmente ripulire il nostro segnale. Per diversi anni, sono stata coordinatore del gruppo di fisici che si occupa di questa attività per la comprensione e caratterizzazione del rumore di Virgo».

Lei è anche coordinatore scientifico del progetto Europeo GraWIToN. Di che cosa si tratta?

«GraWIToN è un progetto finanziato dalla Comunità Europea per la preparazione di giovani ricercatori nel campo di ricerca delle onde gravitazionali. Quattordici studenti sono finanziati da questo progetto per conseguire il loro titolo di dottore di Ricerca in varie università europee. Hanno borse di studio Marie Skłodowska-Curie actions che permettono la loro mobilità in un paese diverso da quello di origine. Io, in qualità di coordinatore scientifico del progetto, mi sono occupata della preparazione del loro percorso di studi, attraverso l'organizzazione di scuole e la valutazione dei loro risultati».

Fa parte del team internazionale che lo scorso febbraio ha divulgato la “scoperta del secolo”: l'esistenza delle onde gravitazionali, previste dalla Teoria della Relatività generale di Albert Einstein, che risale esattamente a 100 anni fa. Come si è arrivati ad essa?

«Con grande caparbietà e sacrifici. Sono molti anni che una grande collaborazione di fisici (sperimentali e teorici) e di ingegneri lavora a questa scoperta, costruendo strumenti sempre più sensibili e perfezionando i metodi per la rivelazione del segnale. Sembrava quasi una missione impossibile riuscire a misurare uno spostamento infinitesimale nei nostri strumenti: la variazione di distanza che siamo in grado di misurare è milioni di milioni di volte più piccola delle dimensioni di un filo di ragnatela. È stata una grande sfida tecnologica quella affrontata per arrivare a questo bellissimo risultato».

Ci spiega di che cosa si tratta nello specifico?

«Le onde gravitazionali erano previste nella teoria della Relatività generale di Einstein. Erano quasi un argomento “minore” della sua bellissima teoria, che afferma che spazio-tempo e materia/energia sono strettamente legate. Le onde gravitazionali sono piccole ondulazioni dello spazio-tempo generate da masse in moto accelerato. Immaginate un piccolo stagno in cui viene lanciato un sasso: sulla sua superfice si formano delle onde che si propagano allontanandosi dal punto di caduta del sasso. Ecco, nello stesso modo una massa accelerando nello spazio-tempo può produrre onde gravitazionali. Ma, affinché l'effetto sia rivelabile dai nostri strumenti, la massa in considerazione deve essere molto grande, più grande della massa del sole, per intenderci. Quello che è stato rivelato il 14 settembre del 2015 è stato il movimento di due grandi buchi neri, rispettivamente grandi 36 e 29 volte la massa del sole, che ruotando quasi alla velocità della luce uno intorno all'altro si sono scontrati nel ballo finale della loro esistenza fondendosi in un unico buco nero. Durante gli ultimissimi decimi di secondo di questo evento una grande quantità di onde gravitazionali è stata emessa ed è quella che è stata rivelata dagli strumenti LIGO dei nostri colleghi americani».

Prima della vostra sensazionale scoperta c'erano stati altri tentativi di rilevare la loro esistenza?

«Certo, la ricerca delle onde gravitazionali è cominciata molti anni fa. Un pioniere in questo è stato Joseph Weber che intorno agli anni '60 aveva costruito delle grosse barre di alluminio che avrebbero dovuto risuonare al passaggio di un'onda gravitazionale. L'idea era buona, ma la sensibilità dello strumento non gli ha permesso di rivelare alcuna onda. Anche negli anni seguenti, con l'appoggio del grande fisico Edoardo Amaldi, ricercatori Italiani continuarono questo filone di ricerca, utilizzando barre risonanti sempre più sensibili, senza però giungere ad alcuna scoperta. Le ultime barre risonanti sono state chiuse pochi anni fa. Solo con l'ingresso di rivelatori quali Virgo e LIGO la scoperta delle onde gravitazionali sembrava essere più vicina, grazie alla loro sensibilità e capacità di rivelare segnali diversi provenienti da fenomeni astrofisici quali esplosioni di supernovae, coalescenze di stelle di neutroni e buchi neri».

Qual è l'utilità di questa scoperta?

«Quello di cui stiamo parlando è scienza fondamentale, al momento è difficile parlare di “utilità” diversa da quella della pura conoscenza del nostro Universo. Molti anni fa, la formulazione della meccanica quantistica poteva sembrare puro virtuosismo matematico fine a se stesso, ma è grazie alla meccanica quantistica che ora siamo in grado di realizzare laser e di utilizzarli nella quotidianità, per esempio ascoltando musica con un CD o DVD, o nelle comunicazioni ad alta velocità con le fibre ottiche o ancora nella chirurgia laser. Così come la scoperta dell'elettro-magnetismo un secolo fa, molte delle scoperte della scienza non sembrano avere un'utilità nell'immediato, ma poi sono entrate prepotentemente nella nostra vita».

Il team internazionale pervenuto alla scoperta delle onde gravitazionali potrebbe ricevere il Premio Nobel?

«Questo anno ricorre il centenario dalla formulazione della esistenza delle onde gravitazionali, mentre lo scorso anno era quello della Teoria delle Relatività generale. Per il Nobel questo anno siamo arrivati tardi. Le candidature si chiudevano a fine gennaio e noi abbiamo dato l'annuncio solo l'11 febbraio. Vedremo il prossimo anno quale sarà la scelta dell'Accademia delle Scienze di Stoccolma».

Ha mai pensato di lavorare all'estero?

«Certo, più e più volte. Appena laureata, subito dopo il dottorato, subito dopo gli anni da post dottorato e anche recentemente, quando ho passato un periodo come visiting scientist al Dipartimento di Fisica ed Astronomia dell'Università di Glasgow, nel Regno Unito. Ho anche avuto offerte e mi sono trovata di fronte a scelte difficili nel passato, ma ho sempre scelto di rimanere in Italia per la famiglia, sperando di aver fatto la scelta migliore anche per loro».

Famiglia, casa, ricerca scientifica, lavoro: riesce a conciliare tutti questi aspetti?

«Assolutamente no!! Cerco di fare bene tutto, e forse faccio male tutto. Solo il tempo potrà dirlo».

Ancora oggi la scienza è fortemente dominata dalla presenza maschile, soprattutto in alcuni campi quali la fisica teorica; in altri campi, invece, come quello biomedico, il numero delle scienziate è in progressivo aumento (rapporto della Commissione Europea, Science policies in the European Union, Research Directorate-General, ETAN Expert Working Group on Women and Science, 2000). Crede che il contributo femminile nella scienza possa estendersi sempre più in futuro?

«Si, lo spero fortemente. Deve cambiare molto la concezione del ruolo della donna nella società. Essere madre o moglie non può essere una scelta rispetto a qualsiasi lavoro, così come non lo è per un padre o marito. Una donna non ha meno capacità di un uomo e un uomo non ha meno capacità di una donna. La cosa fondamentale in tutto quello che si fa è il rispetto della persona, uomo o donna che sia, e della sua intelligenza. Quello che può fare la differenza sono le politiche sociali, l'educazione dei nostri figli maschi e femmine. Il renderli consapevoli che siamo persone e questo non fa differenza tra l'essere uomo e donna. Quando mi interfaccio con gli studenti, non li identifico mai come uomo o come donna, ma come persone che hanno qualcosa da dare o meno, come persone con o senza una passione. Il genere non deve essere una limitazione, ma un arricchimento. La bellezza è nella diversità e nell'armonia in cui essa vive».

Che consiglio darebbe alle giovani donne che decidono di intraprendere la sua professione?

«Di seguire la passione, di non lasciarsi condizionare dalle aspettative altrui e di non vivere nei sensi di colpa per non fare qualcosa che gli altri si aspettano che tu faccia». 

(Intervista pubblicata sul N. 12, anno XXI, dicembre 2016 di Osservatorio).