L'IFIC realitza una aportació clau en un camp emergent: el Sol com a font d'ones gravitacionals

Una col·laboració científica internacional entre l'Institut de Física Corpuscular (IFIC), centre d'investigació del Parc Científic UV i centre mixt del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat de València (UV), i el Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY) ha aconseguit la predicció teòrica més detallada fins a la data de les ones gravitacionals generades pel Sol

Els resultats, recentment acceptats per a la seua publicació en la prestigiosa revista Physical Review Letters, apunten al fet que el Sol emet un espectre continu d'ones gravitacionals d'alta freqüència. Este tipus d'ones provindrien d'esdeveniments còsmics xicotets i ràpids, mentres que les ones gravitacionals de baixa freqüència detectades fins ara es produïxen per esdeveniments còsmics de gran escala. Encara que el senyal generat pel Sol és actualment indetectable, establix un punt de referència ben definit per a futurs esforços experimentals. 

El treball desenrotllat en l'Institut de Física Corpuscular (IFIC), situat en l'àrea científic-acadèmica del Parc Científic de la Universitat de València (PCUV), ha sigut liderat per Camilo García Cely, investigador Ramón y Cajal, en col·laboració amb Andreas Ringwald en DESY. “La nostra especialitat és l'estudi de la matèria fosca, en particular dels axions”, explica García Cely. “No obstant això, este treball ens va portar a explorar en profunditat diferents aspectes de la física solar”, afig.

Els detectors actuals d'ones gravitacionals estan dissenyats per a captar senyals de baixa freqüència, com les que es generen en la fusió de forats negres o estreles de neutrons. No obstant això, en els últims anys una comunitat científica en ràpid creixement ha començat a centrar-se en l'estudi de les ones gravitacionals d'alta freqüència. D'acord amb la suposició comunament acceptada, esta banda de freqüència està lliure de fons astrofísics, la qual cosa la faria especialment adequada per a detectar senyals procedents de les etapes inicials de l'Univers. Els nous resultats teòrics qüestionen esta suposició.

“Esta aportació obri una nova perspectiva sobre les ones gravitacionals d'alta freqüència, la qual havia passat pràcticament desapercebuda. Ara creiem que fins i tot estreles ordinàries com el Sol emeten ones gravitacionals en este rang de freqüències, en nivells comparables als esperats de processos de l'Univers primerenc”, Camilo García Cely, investigador de l'IFIC 

“Esta aportació obri una nova perspectiva sobre les ones gravitacionals d'alta freqüència, la qual havia passat pràcticament desapercebuda”, assenyala García Cely. “Ara creiem que fins i tot estreles ordinàries com el Sol emeten ones gravitacionals en este rang de freqüències, en nivells comparables als esperats de processos de l'Univers primerenc”, sosté.

Així mateix, segons apunta Ringwald, “el Sol no emet una quantitat significativa de radiació gravitacional, però això podria ser, en realitat, un avantatge. De fet, deixa un ampli marge d'exploració per a la nova física”. “Encara està per veure's si esta radiació podrà detectar-se, però, en este cas, podria convertir-se en una ferramenta poderosa per a estudiar l'estructura interna del Sol”, subratlla l'investigador.

"La nostra contribució ha consistit a ampliar el seu llegat, incorporant un major nombre d'efectes físics, obtenint un espectre complet i coherent d'ones gravitacionals al llarg d'un ampli rang de freqüències”, Camilo García Cely, investigador de l'IFIC

L'IFIC, sota el lideratge de Camilo García Cely, ha exercit un paper clau en este camp. La seua contribució s'emmarca en un projecte nacional coordinat amb altres grups a Espanya, en el qual exercix com a investigador principal. Les prediccions desenrotllades pel seu equip resulten especialment rellevants per a les iniciatives que es duen a terme en DESY, un dels principals centres internacionals d'investigació en física de partícules. En les seues instal·lacions es troben, o s'instal·laran pròximament, experiments com ALPS II, BabyIAXO, MADMAX i MAG, tots ells orientats a la detecció d'axions o d'ones gravitacionals d'alta freqüència. 

Este treball reprén una idea formulada en els anys 60 per Steven Weinberg, una de les figures fundacionals de la física de partícules. Encara que Weinberg va estimar la potència total de les ones gravitacionals emeses pel Sol, no va arribar a derivar una distribució detallada en freqüències. “La nostra contribució ha consistit a ampliar el seu llegat, incorporant un major nombre d'efectes físics, obtenint un espectre complet i coherent d'ones gravitacionals al llarg d'un ampli rang de freqüències”, conclou García Cely.

Font: IFIC