Una tesi realitzada a l’IFIC, premi Bergmann-Wheeler de la Societat Internacional de Relativitat General i Gravitació

10/04/2019

Adrián del Río Vega, investigador amb formació doctoral en l'Institut de Física Corpuscular (IFIC, Universitat de València- CSIC) i el Departament de Física Teòrica de la UV, ha sigut guardonat amb el Premi Bergmann-Wheeler, que concedeix cada tres anys la Societat Internacional de Relativitat General i Gravitació a la millor tesi doctoral en gravetat i teoria quàntica. El treball, codirigit per José Navarro Salas (IFIC) i Iván Agulló Ródenas (Universitat Estatal de Louisiana, EUA), planteja que la llum es polaritza en camps gravitatoris intensos, cosa que desafia la Física clàssica.

Concretament, la tesi proposa que, des del punt de vista de la física quàntica, la polarització de la llum canvia quan travessa entorns amb gravetat intensa com el xoc de dos forats negres que produeix ones gravitacionals. El premi es considera el més prestigiós a nivell mundial per a tesis doctorals en l'àrea de gravitació.

El jurat reconeix una “profunditat inusual” en la tesi realitzada per Adrián del Río Vega, que “proporciona un enteniment nou en el comportament de camps quàntics en espai- temps corbs”. Amb el títol “Quàntum Aspects Originated by Gravitation: From Cosmology to Astrophysics”, la tesi, publicada en 2018, se centra en l'estudi d'aspectes quàntics de la radiació i la matèria en escenaris on la gravetat és intensa. La física quàntica estudia la matèria a escales molt xicotetes, on es produeixen efectes molt diferents als que descriu la física clàssica, que descriu el món que veiem.

El resultat més destacat és el descobriment d'un nou fenomen quàntic: l'anomalia dual electromagnètica. Des del punt de vista de clàssic, la llum és radiació electromagnètica la dinàmica de la qual no es veu alterada davant determinades transformacions del camp elèctric i magnètic. Aquesta simetria, coneguda com a “dualitat elèctric-magnètica”, és vàlida en el món de la física clàssica, però deixa de funcionar en el de la física quàntica. “La llum des d'un punt de vista quàntic està formada per partícules anomenades fotons. Si apliquem un camp gravitatori, la simetria elèctric-magnètica clàssica es trenca”, assegura Adrián del Río.

Aquest fenomen, que denomina en la seua tesi “anomalia de dualitat electromagnètica”, era desconegut fins ara i té conseqüències que es poden observar. “Segons la simetria clàssica, la polarització de la radiació –la direcció de l'oscil·lació de l'ona electromagnètica– no canvia. No obstant això, per la ruptura de la simetria que trobem per efectes quàntics ara sabem que la gravetat seria capaç de polaritzar la llum de manera espontània, únicament en propagar-se en un camp gravitatori”, explica l'investigador.

Per tant, aquest nou fenomen quàntic es podria observar mesurant la polarització dels fotons que arriben d'escenaris astrofísics on la gravitació és intensa, com el que produeix el xoc de dos forats negres. Aquests sistemes han adquirit un interés especial últimament per tractar-se de les principals fonts d'ones gravitatòries, les ‘arrugues’ de l'espai-temps predites per Einstein fa més d'un segle, el descobriment de les quals va suposar el Nobel de Física en 2017.

El Premi Bergmann-Wheeler es va instaurar en 2008 en honor a Peter Bergmann (1915-2002), físic que va treballar amb Albert Einstein, i John Wheeler (1911-2008), qui va posar nom als forats negres. Des de llavors només tres tesis han sigut premiades, sent Adrián del Río el primer espanyol a rebre el guardó. El premi s'entregarà durant una cerimònia en la 22a edició de la Conferència Internacional de Relativitat General i Gravitació (GR22). Aquesta conferència, organitzada cada 3 anys, és l'esdeveniment mundial més important de física gravitacional i se celebra per primera vegada a Espanya a la ciutat de València, del 7 al 12 de juliol, coincidint amb la 13a edició de la Conferència Edoardo Amaldi sobre Ones Gravitacionals.

Adrián del Río Vega (València, 1990) es va graduar en Física per la Universitat de València en 2012, realitzant posteriorment el Màster de Física Avançada de la institució académica. Ací va entrar en contacte amb la física de la gravitació i la teoria quàntica, cosmologia i forats negres de la mà del professor José Navarro Salas, catedràtic de física teòrica de la Universitat, amb qui va desenvolupar la seua tesi de fi de Màster i, posteriorment, la seua tesi doctoral. Durant el doctorat va realitzar diverses estades d'investigació en centres de reconegut prestigi com la Universitat Estatal de Louisiana (2015), la Universitat de Ginebra (2016) i l'Institut per a la Gravitació i el Cosmos de Pennsylvania (2017).

En 2017 va obtindré, juntament amvb els seus directors de tesis José Navarro Salas i Iván Agulló, el primer premi de la Gravity Research Foundation per un assaig on desenvolupaven un dels elements de la seua tesi, sobre la influencia de la gravetat en la polarització de la llum mitjançant efectes quàntics. La tesi, defensada en 2018, va obtindre la màxima qualificació del tribunal, Cum laude amb esment internacional. Posteriorment va obtindre un contracte postdoctoral del Consell d'Investigació Europeu (ERC) per a treballar en el prestigiós Centre d'Astrofísica i Gravitació de Lisboa, on desenvolupa la seua investigació actualment en el camp de les ones gravitatòries.