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Ondas gravitacionales: tras la sinfonía de los agujeros negros
30 Julio, 2015
La tesis doctoral de Juan Calderón, defendida en la Universidad de las Illes Balears, estudia la radiación gravitatoria procedente de la coalescencia de dos agujeros negros.
Las ondas gravitacionales son perturbaciones del espacio-tiempo predichas por la Relatividad General de Albert Einstein, las cuales se producen en los eventos mas violentos del Universo, tales como la coalescencia de dos agujeros negros o el propio Big Bang. A lo largo de la historia, el estudio del Universo se ha basado en su mayoría en la detección de su radiación electromagnética (luz visible, rayos X, infrarrojos....). La radiación gravitacional es a la electromagnética lo que el sonido es a la luz y detectarla abriría una ventana completamente nueva al estudio del Cosmos: empezaríamos a oírlo. Pese a los esfuerzos de la comunidad científica, liderados por el proyecto internacional LIGO, solo tenemos pruebas indirectas de su existencia.
Juan Calderón Bustillo es miembro del grupo de investigación en Relatividad y Gravitación de la UIB, el único grupo español que participa en LIGO, junto a más de 800 investigadores de universidades y centros de investigación de todo el mundo.
En las próximas semanas, está previsto que los nuevos detectores Advanced LIGO entren en funcionamiento con el objetivo de obtener una primera detección e iniciar el camino hacia la astronomía de ondas gravitacionales. En este ámbito, la tesis doctoral de Juan Calderón, dirigida por la doctora Alicia Sintes y el doctor Sascha Husa, se centra en el estudio de la radiación gravitatoria procedente de la coalescencia de dos agujeros negros, cuya detección depende crucialmente en la precisión con la que se modela la señal emitida.
Ésta se compone de varios modos, de modo análogo a como una orquesta se compone de varios instrumentos. Sin embargo, los actuales modelos (cuadrupolares) utilizados en las búsquedas de agujeros negros binarios sólo incluyen el llamado modo dominante, despreciando los modos sub-dominantes de la señal completa.
El objetivo de la tesis ha sido evaluar el impacto de esta depreciación. Para ello se ha diseñado un método estándar para la construcción de señales completas combinando resultados analíticos y numéricos. Seguidamente se han usado estas señales como modelos de la señal real y se ha evaluado la capacidad de los actuales modelos cuadrupolares a la hora de detectarlas, en el contexto de varias versiones del detector LIGO.
Se ha concluido que la depreciación de modos sub-dominantes puede causar grandes pérdidas de eventos en el caso de fuentes de alta masa y alto cociente de masas, así como provocar grandes sesgos en la estimación de los parámetros de la misma.
Ficha de la tesis doctoral:
- Título: 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
- Fecha: 30/07/2015
- Programa de doctorado: Física
- Departamento: Física
- Directores: Alicia M. Sintes Olives y Sascha Husa