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ALMA, il nuovo processore europeo aumenta velocità e sensibilità
ESO ha affidato al CNRS francese lo sviluppo di un nuovo processore a frequenza intermedia per ALMA, l’osservatorio radioastronomico installato nel deserto cileno di Atacama. L’accordo, firmato nei giorni scorsi durante una cerimonia virtuale, avvia la realizzazione di un componente centrale dell’ammodernamento destinato ad aumentare la quantità e la qualità dei segnali elaborati dall’intera struttura.
Il progetto riguarda il WIFP, acronimo di Wideband Intermediate Frequency Processor. Il sistema dovrà digitalizzare i segnali analogici ricevuti da ciascuna delle 66 antenne di ALMA e prepararli per il trasferimento verso il correlatore, il supercomputer che combina i dati raccolti dalle diverse parabole. Non verranno quindi aggiunte nuove antenne: l’intervento agirà sui flussi prodotti da tutte quelle già operative.
ALMA osserva il cosmo nelle lunghezze d’onda millimetriche e submillimetriche, corrispondenti a frequenze comprese tra decine di gigahertz e circa un terahertz. Valori così elevati vengono convertiti in frequenze intermedie, più semplici da trattare elettronicamente. È in questo passaggio, tra ricevitore e correlatore, che il nuovo apparato europeo svolgerà il proprio lavoro.
Il dato tecnico più significativo è la frequenza di campionamento: il WIFP acquisirà il segnale a 40 miliardi di campioni al secondo, dieci volte il ritmo del sistema attuale. Ogni unità fornirà inoltre elaborazione digitale, rilevamento della potenza totale e una marcatura temporale ad alta precisione, necessaria per mantenere sincronizzati i flussi provenienti da antenne distanti tra loro.
Il processore rientra nel Wideband Sensitivity Upgrade, un programma che coinvolge gran parte dell’elettronica dell’osservatorio. La prima fase raddoppierà la banda osservativa utilizzabile simultaneamente, mentre la configurazione finale dovrebbe quadruplicarla. Gli astronomi potranno così analizzare intervalli di frequenza più ampi, individuare sorgenti più deboli e lontane e completare alcune osservazioni in meno tempo.
L’aggiornamento comprende anche il correlatore e i sistemi in fibra ottica incaricati di trasportare l’enorme volume di dati. La scelta di rinnovare un’infrastruttura scientifica esistente richiama il dibattito sul futuro operativo del telescopio Hubble: in entrambi i casi, elettronica e manutenzione possono prolungare e ampliare le capacità di strumenti difficilmente sostituibili.
La responsabilità europea del WIFP riflette la struttura internazionale della partnership ALMA, che riunisce ESO, Stati Uniti, Giappone, Canada, Taiwan, Corea del Sud e Cile. Una volta sviluppato e distribuito sulle antenne, il processore diventerà il primo anello digitale della nuova catena di acquisizione, alimentando il correlatore con segnali più ricchi, rapidi e accuratamente sincronizzati.
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