Escoltar

Ones gravitacionals: rere la simfonia dels forats negres

La tesi doctoral de Juan Calderón, defensada a la Universitat de les Illes Balears, estudia la radiació gravitatòria procedent de la coalescència de dos forats negres

Les ones gravitacionals són pertorbacions de l'espai-temps predites per la relativitat general d'Albert Einstein, les quals es produeixen en els esdeveniments més violents de l'Univers, tals com ara la coalescència de dos forats negres o el mateix Big Bang. Al llarg de la història, l'estudi de l'Univers s'ha basat sobretot en la detecció de la seva radiació electromagnètica (llum visible, raigs X, infraroigs...). La radiació gravitacional és a l'electromagnètica el que el so és a la llum, i detectar-la obriria una finestra completament nova a l'estudi del cosmos: començaríem a sentir-lo. Malgrat els esforços de la comunitat científica, liderats pel projecte internacional LIGO, solament tenim proves indirectes de la seva existència.

Juan Calderón Bustillo és membre del grup de recerca en Relativitat i Gravitació de la UIB, l'únic grup espanyol que participa a LIGO, al costat de més de 800 investigadors d'universitats i centres de recerca de tot el món.

Està previst que els nous detectors Advanced LIGO entrin en funcionament en les pròximes setmanes amb l'objectiu d'obtenir una primera detecció i iniciar el camí cap a l'astronomia d'ones gravitacionals. En aquest àmbit, la tesi doctoral de Juan Calderón, dirigida per la doctora Alicia Sintes i el doctor Sascha Husa, se centra en l'estudi de la radiació gravitatòria procedent de la coalescència de dos forats negres, la detecció dels quals depèn crucialment de la precisió amb la qual es modela el senyal emès.

Aquest es compon de diversos modes, de manera anàloga a una orquestra que es compon de diversos instruments. No obstant això, els actuals models (quadrupolars) utilitzats en la cerca de forats negres binaris només inclouen l'anomenat mode dominant, i menyspreen els modes subdominants del senyal complet.

L'objectiu de la tesi ha estat avaluar l'impacte d'aquesta depreciació. Per a això s'ha dissenyat un mètode estàndard per a la construcció de senyals complets combinant resultats analítics i numèrics. Seguidament s'han usat aquests senyals com a models del senyal real i s'ha avaluat la capacitat dels actuals models quadrupolars a l'hora de detectar-los, en el context de diverses versions del detector LIGO.

S'ha conclòs que la depreciació de modes subdominants pot causar grans pèrdues d'esdeveniments en el cas de fonts d'alta massa i alt quocient de masses, així com provocar grans biaixos en l'estimació dels paràmetres d’aquesta.

Fitxa de la tesi doctoral

  • Títol: Sub-dominant modes of the gravitational radiation from compact binary coalescences: construction of hybrid waveforms and impact on gravitational wave searches
  • Autor: Juan Calderón Bustillo
  • Programa de doctorat: Física
  • Departament: Física
  • Directors: Alicia M. Sintes Olives i Sascha Husa

Notícia relacionada

Data de publicació: 04/09/2015