ET è una infrastruttura di ricerca innovativa, ma è anche una grande infrastruttura civile, basti pensare alla realizzazione degli scavi, dei tunnel sotterranei, delle sale sperimentali sotterranee e dei laboratori di superficie. Tutte queste infrastrutture saranno realizzate in un ambiente naturale unico e da tutelare, e al quale dovranno perciò adeguarsi. Gli aspetti di sostenibilità ambientale, territoriale ed energetica sono prioritari e rappresentano un elemento di valore intrinseco per tutto il progetto ET, che offrirà spunti di sviluppo e di replicazione in altri territori.

ET è un grande esperimento di precisione in cui la meccanica gioca un ruolo determinante. Per esempio, il sistema di isolamento sismico di ET sarà basato sull’esperienza fatta nel rivelatore Virgo. Esso sarà un sistema misto passivo-attivo in cui le caratteristiche meccaniche dei componenti e la capacità di controllo attivo giocheranno un ruolo fondamentale. Einstein Telescope moltiplicherà le necessità di componentistica meccanica rispetto a Virgo con un costo aspettato, per le sole sospensioni, di circa 52 milioni di euro.

ET sarà il più grande sistema da vuoto in Europa. Una grande quantità di acciaio e una serie di innovazioni tecnologiche saranno necessarie per la realizzazione dei suoi tubi a vuoto. Saranno realizzati sistemi di pompaggio a basso rumore e a zero contaminazione. Impianti di criogenia speciali saranno necessari per portare le ottiche a 10 gradi Kelvin (-263,15 °C) senza provocare rumore vibrazionale o contaminazione. Il costo previsto di questa impiantistica è di diverse centinaia di milioni di euro.

Nella configurazione triangolare, Einstein Telescope sarà composto da sei interferometri. Questi implementeranno sia tecnologie migliorate rispetto a quelle attuali, per esempio ottiche in silice fusa, rivestimenti ad alta riflettività, basso assorbimento ottico e bassa dissipazione termo-meccanica, sia tecnologie completamente nuove, come ottiche cristalline in silicio, rivestimenti cristallini e laser a differenti lunghezze d’onda. Sarà necessario sviluppare sensori e attuatori elettro-ottici con perdite ottiche bassissime, in modo da implementare soluzioni di ottica quantistica. Sarà poi necessario sviluppare tecniche di ottica adattiva in modo da correggere le aberrazioni ottiche dovute alle grandi potenze in gioco. Infine, occorrerà sviluppare tecniche di simulazione ottica al computer in grado di riprodurre e modellizzare in dettaglio i comportamenti di queste complesse macchine. La richiesta di componenti ottici ad alta tecnologia sarà di grande impatto, e il costo aspettato per l’intero comparto ottico di ET è di circa 157 milioni di euro.

Einstein Telescope avrà bisogno di sistemi di acquisizione di dati non solo per gli interferometri, ma per tutto il controllo dei 30 km di galleria e nelle aree circostanti. I dati dovranno essere acquisiti dai più svariati sensori, essere elaborati da intelligenza distribuita e risultare in comandi inviati agli appositi attuatori. Occorrerà fornire tutta la catena di controllo e automazione, che avrà esigenze specifiche, dall’alimentazione ai processori all’elettronica analogica e digitale correlata, fino ai circuiti stampati. Inoltre, i settori oggi in forte sviluppo dell’optoelettronica e dell’Internet of Things troveranno una naturale applicazione nelle infrastrutture di ET, con sistemi che dovranno essere programmati secondo le più avanzate tecnologie software. Saranno essenziali sistemi di controllo con robot specializzati in grado di manipolare le delicate componenti dello strumento. L’uso della robotica si sta da poco affacciando all’interno del mondo dei rivelatori di onde gravitazionali, ET rappresenta un’opportunità di sviluppo in questa nuova relazione.

L’elaborazione dei dati raccolti da ET richiederà sistemi di calcolo d’avanguardia. È prevista la trasmissione in tempo reale di un flusso sostenuto di dati verso centri di calcolo dislocati in Italia, Europa e anche in altri luoghi del mondo. Il sito che ospiterà l’infrastruttura di ET sarà il punto di partenza e di prima gestione di questa grande mole di dati. Nel caso della Sardegna, ciò potrà essere realizzato grazie anche al potenziamento della rete della ricerca GARR, previsto nell’ambio del progetto PNRR TeRABIT, in cui l’Italia sarà il primo punto di approdo in Europa, e contribuirà all’elaborazione, oltre che alla trasmissione dei dati. Istituti di ricerca e Università nazionali lavorano allo sviluppo di soluzioni innovative dedicate al calcolo scientifico di alta prestazione: è il proseguimento di una lunga tradizione che ha contribuito a realizzare in Italia grandi centri di ricerca sul calcolo, ne sono esempio il supercomputer Leonardo del Cineca e il neonato Centro di Ricerca in High Performance Computing, big data e quantum computing ICSC a Bologna, finanziato nell’ambito del PNRR. La presenza di una cultura dell’innovazione nel calcolo alimentata dalle necessità di ET costituisce un vantaggio per le imprese che potranno disporre delle soluzioni più avanzate collaudate dagli utenti più esigenti. Queste necessità potranno anche creare un indotto con contenuti di alta tecnologia, che potrà contribuire all’innovazione anche nelle industrie di settori più tradizionali.