La Gravity Research Foundation acaba de concedir el primer premi del seu concurs anual d’assajos a tres físics espanyols, José Navarro-Salas i Adrián del Río Vega, de l’Institut de Física Corpuscular (IFIC, Universitat de València-CSIC), i Iván Agulló, de la Universitat Estatal de Louisiana. És la primera vegada des de la creació d’aquesta institució en 1949 que aquest premi recau en científics d'una institució espanyola.
Entre els guanyadors d’aquest premi, mitjançant el qual la Gravity Research Foundation busca promoure la investigació sobre la gravetat, una de les quatre forces fonamentals de la naturalesa, estan científics de la talla de Stephen Hawking i Roger Penrose, així com diversos guanyadors del Premi Nobel en Física, com George Smoot, Gerard’t Hooft, Frank Wilczek o François Englert.
El treball guardonat amb el primer premi en l'edició de 2017 del concurs, ‘Gravity and handedness of photons’, proposa que la gravetat tindria un altre efecte en la llum a més dels ja coneguts. Des de la Teoria de la Relativitat General d’Einstein se sap que un camp gravitatori modifica tant la trajectòria com la freqüència de la llum. El treball premiat proposa un nou efecte: l'estat de polarització de la llum podria també veure alterat en presència de la gravetat.
La llum és una ona electromagnètica, és a dir, oscil·lacions dels camps elèctric i magnètic que es propaguen en l'espai. Aquestes oscil·lacions són perpendiculars a la direcció de propagació, i, aplicant determinats filtres, la direcció de l'oscil·lació pot dirigir-se, és a dir, "polaritzar". A més, la física quàntica ens ensenya que la llum està constituïda per ‘quants’, 'paquets' amb una quantitat d'energia mínima, que es comporten com a partícules (fotons), i també poden caracteritzar-se per la seua polarització. El que proposen els investigadors espanyols és que la gravetat pot distingir de manera subtil les dues possibles polaritzacions dels fotons ( "a esquerres" o "a dretes", d'aquí el títol en anglès "handedness") al llarg de la seua propagació.
Quan la llum viatja per l'espai ho fa en unes condicions en què els camps elèctric i magnètic que la defineixen com a ona no es distingeixen. Per a la Física aquesta és una simetria fonamental, que es manté en totes les situacions. Com a conseqüència, la polarització dels fotons no s'alteraria durant el seu viatge. Però els investigadors espanyols han observat la situació des del punt de vista de la física quàntica, i ací sorgeixen les sorpreses. "En combinar les lleis quàntiques que regeixen el comportament dels quants de llum (fotons) i la Relativitat General d'Einstein es produeix un trencament quàntica d'aquesta simetria", explica José Navarro-Salas, catedràtic en el departament de Física Teòrica de la Universitat de València i de l'Institut de Física Corpuscular (IFIC).
És la primera vegada que es proposa que aquesta simetria podria trencar-se en presència de camps gravitatoris, d'aquí la innovació del treball i el seu reconeixement amb aquest premi. L'assaig també estudia les conseqüències d'aquesta ruptura de simetria. En situacions extremes en el cosmos, com el col·lapse d'una estrella a un forat negre, o en la fusió de dos forats negres, la gravetat podria modificar la polarització dels fotons que componen la llum que passés per les seues proximitats. Les implicacions que això té per a la física són molt significatives.
Les ones gravitatòries detectades per primera vegada per l'experiment LIGO el 2016 apunten precisament a la fusió de dos forats negres. El seu intens i especial camp gravitatori suggereix estudiar la seva influència sobre la polarització dels fotons. I aquests canvis en la polarització dels fotons deguts a la gravetat és una cosa que podria afectar també els estudis del satèl·lit Planck, que observa la primera llum de l'Univers. A més, segons Adrián del Río, "aquest efecte obriria la porta a nous fenòmens físics, com la creació de fotons amb diferent polarització en aquests escenaris, alguna cosa similar a la radiació Hawking que emetria un forat negre". Els investigadors espanyols, que han publicat a ‘Physical Review Letters’ sobre el tema, exploren les possibles aplicacions experimentals del seu treball.
Els premis de la Gravity Research Foundation es van instaurar amb la seua creació el 1949 per l'empresari i enginyer del MIT Roger Babson, per tal d’estimular la investigació sobre la gravetat. En quasi 70 anys de premis la llista de guardonats és extensa, i inclou algun dels noms de més prestigi en la Física: des Steven Hawking (guanyador el 1971 amb una dissertació sobre forats negres) i Roger Penrose (guanyador el 1975 amb un assaig sobre el gravitó, el que fa de la gravetat) fins a John Ellis, físic teòric del CERN (guanyador el 1999). El mateix Iván Agulló, que es va doctorar a l'IFIC sota la direcció de José Navarro-Salas, ja va obtenir aquest guardó en 2011 al costat de Leonard Parker per un treball sobre la influència de la mecànica quàntica en les fluctuacions de temperatura del fons còsmic de microones l’Univers primigeni.
Diversos guanyadors del Premi Nobel apareixen també a la llista, des François Englert (guanyador el 1978 al costat del desaparegut Robert Brout, i mereixedor del Nobel el 2013 al costat de Peter Higgs per la famosa partícula que dóna massa a la resta); George Smoot (guanyador el 1993 i Nobel de Física el 2006); Frank Wilczek (guanyador el 2014 i Nobel de Física el 2004); i Gerard’t Hooft (guanyador el 2015 i Nobel de Física el 1999). El primer premi té una dotació en metàl·lic simbòlica de 4.000 dòlars.
https://static1.squarespace.com/static/5852e579be659442a01f27b8/t/5919d2c929687fd2ca129e68/1494864586253/Agullo_Rio_Navarro_2017.pdf
https://www.gravityresearchfoundation.org/year
Data d'actualització: 19 de de maig de 2017 11:00.
Llista de notícies
