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El descubrimiento de ondas gravitacionales, Princesa de Asturias

14 Junio, 2017

Los físicos Rainer Weiss, Kip S. Thorne, Barry C. Barish y la Colaboración Científica LIGO han sido galardonados por la detección directa de las ondas gravitacionales, ondulaciones del espacio-tiempo anticipadas por Albert Einstein en su Teoría de la Relatividad General hace ahora un siglo

ondas gravitacionales

La Colaboración Científica LIGO y los físicos que la impulsaron, Rainer Weiss, Kip S. Thorne y Barry C. Barish han sido los premiados con el Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica 2017. Esta candidatura ha sido propuesta por Emilio Méndez Pérez, Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica 1998.

Los físicos Rainer Weiss, Kip S. Thorne y Ronald Drever (fallecido en marzo de 2017) fueron los que, en los años ochenta, propusieron la construcción del Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (LIGO, por sus siglas en inglés) para la detección de ondas gravitacionales -ondulaciones en el tejido del espacio-tiempo– predichas por Albert Einstein hacía un siglo en su Teoría general de la relatividad.

Este observatorio estuvo dirigido entre 1997 y 2006 por el físico Barry C. Barish, que impulsó la fundación en 1997 de la Colaboración Científica LIGO, en la que se han integrado investigadores de universidades e instituciones de todo el mundo.

Los detectores LIGO comenzaron a funcionar en 2002 y trece años después, la Colaboración Científica LIGO anunció la primera detección de ondas gravitacionales procedentes de la colisión de dos agujeros negros de características desconocidas hasta ese momento, lo que ha supuesto un hito en la historia de la física al confirmar la predicción de Einstein y ha marcado el inicio de un nuevo campo de la astronomía, la astronomía de ondas gravitacionales.

Tras el hallazgo, Ronald Drever, Kip Thorne y Rainer Weiss fueron galardonados conjuntamente en 2016 con el Special Breakthrough Prize in Fundamental Physics (compartido con el equipo que firmó el artículo científico), el Gruber Prize in Cosmology (EE.UU.), el Shaw Prize in Astronomy (Hong Kong), el Smithsonian American Ingenuity Award in the Physical Sciences (compartido también con Barry C. Barish) y el Kavli Prize in Astrophysics, que conceden la Academia Noruega de Ciencias y Letras, la Fundación Kavli (Estados Unidos) y el Ministerio de Educación e Investigación de Noruega.

Reto tecnológico de primera magnitud

El jurado del Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica ha destacado el “reto de tecnológico de primera magnitud” que representa el proyecto LIGO, que ha logrado la detección directa de las ondas gravitacionales, “uno de los desafíos más importantes de la física en toda su historia”.

ondas gravitacionalesSegún el acta, este logro “responde a uno de los desafíos más importantes de la física en toda su historia”.

El premio reconoce “el talento individual y la obra colectiva de más de mil investigadores de un centenar de instituciones de dieciocho países”.

El jurado ha valorado el “reto tecnológico de primera magnitud” que representa el proyecto LIGO, al señalar que “la extraordinaria precisión alcanzada por sus instrumentos” ha permitido observar colisiones de agujeros negros muy masivos que ocurrieron hace más de mil millones de años.

La detección de ondas gravitacionales abre una nueva ventana para el estudio del universo, que permitirá descubrir nuevos fenómenos y alcanzar regiones del espacio-tiempo no accesibles con las técnicas actuales, concluye el acta.

El pasado año fue merecedor del Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica el ingeniero mecánico y biofísico estadounidense Hugh Herr, conocido como el hombre biónico, por su contribución al desarrollo y diseño de extremidades y prótesis robóticas.

También han ganado este premio, entre otros, las bioquímicas Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna; los químicos Avelino Corma, Mark E. Davis y Galen D. Stucky; los físicos Peter Higgs y François Englert y la Organización Europea para la Investigación Nuclear; los neurólogos Joseph Altman, Arturo Álvarez-Buylla y Giacomo Rizzolatti; los neurobiólogos David Julius, Linda Watkins y Baruch Minke y los pioneros de Internet Lawrence Roberts, Robert Kahn, Vinton Cerf y Tim Berners-Lee.

El de Investigación Científica y Técnica ha sido el séptimo de los ocho galardones internacionales en fallarse que convoca anualmente la Fundación Princesa de Asturias, que este año alcanzan su XXXVII edición.

En la actual edición se han fallado ya los premios de las Artes, al artista sudafricano William Kentridge; de Comunicación y Humanidades, al grupo de músicos y humoristas argentinos Les Luthiers; de Cooperación Internacional, a la Hispanic Society of America; de Deportes, a selección masculina de rugby de Nueva Zelanda; el de Ciencias Sociales, a la pensadora británica Karen Armstrong, y el de Letras, al poeta polaco Adam Zagajewski.

El equipo científico de las ondas gravitacionales

Rainer Weiss (Berlín, 29 de septiembre de 1932) estudió Física en el MIT, donde se licenció en 1955 y se doctoró en 1962. Docente en la Universidad Tufts e investigador en Princeton, en 1964 regresó como profesor asociado al MIT, donde ha desarrollado toda su carrera.

ondas gravitacionalesEs internacionalmente reconocido por inventar la técnica interferométrica láser que supuso la base para la construcción de LIGO. Sentó las bases para este proyecto, a principios de los setenta, al detallar cómo debería un interferómetro distinguir las ondas gravitacionales del ruido de fondo.

Kip S. Thorne (Logan, Utah, EE.UU., 1 de junio de1940) se licenció en Física en el Caltech en 1962 y se doctoró en Princeton en 1965. En 1966 regresó como investigador al Caltech, donde ha desarrollado toda su carrera, tanto docente como investigadora.

Reconocido como uno de los astrofísicos más reputados y uno de los mayores expertos en la teoría general de la relatividad de Einstein, es desde 2009 catedrático emérito Feynman de Física Teórica.

Barry C. Barish (Omaha, Nebraska, EE.UU., 27 de enero de 1936) estudió Física en la Universidad de California en Berkeley, donde se licenció en 1957 y se doctoró en Física Experimental de Partículas en 1962. En 1966 comenzó a trabajar en el Caltech, donde desarrolló toda su carrera docente e investigadora. Desde 2005 es catedrático emérito de Física Maxine and Ronald Linde.

Al comienzo de su carrera, Barish realizó experimentos destacados utilizando colisiones de neutrinos de alta energía para revelar la subestructura de quark del nucleón y participó en el experimento internacional MACRO (Monopole, Astrophysics and Cosmic Ray Observatory), desarrollado en los noventa en el Tunel Gran Sasso en Italia.

Posteriormente, Barish fijó su área de investigación en el Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (LIGO), convirtiéndose en su investigador principal en 1994 y director del LIGO Laboratory en 1997, puesto que desempeñó hasta 2006.

Colaboración Científica LIGO es un grupo de 1.167 científicos del campo de la física de más de un centenar de universidades e instituciones de dieciocho países, cuya misión principal es la detección directa de ondas gravitacionales con el objetivo de emplearlas en la exploración de las leyes fundamentales de la gravedad, así como la investigación, desarrollo y perfeccionamiento de las técnicas para la detección y la puesta en marcha y uso de los detectores de ondas gravitacionales.

La LSC desarrolla la investigación de LIGO, el mayor observatorio de ondas gravitacionales y uno de los experimentos físicos más sofisticados del mundo. Está formado por dos enormes interferómetros láser situados a más de 3.000 kilómetros de distancia entre sí, uno en Livingston (Luisiana) y otro en Hanford (Washington). Son dos detectores láser con forma de L y cada brazo de esa L tiene cuatro kilómetros.

El vídeo muestra una animación sobre las ondas gravitacionales:

Fotografías: Destacada: Aurore Simonnet; Cabecera: Julian Stratenschulte/LIGO; Fundación Princesa de Asturias; Vídeo: Colaboración Científica LIGO.

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