UNIVERSITAT DE VALENCIA

Adrián del Río Vega, investigador que realizó su formación doctoral en el Instituto de Física Corpuscular (IFIC, Universitat de València-CSIC) y el Departamento de Física Teórica de la UV, ha sido galardonado con el Premio Bergmann-Wheeler, que concede cada tres años la Sociedad Internacional de Relatividad General y Gravitación a la mejor tesis doctoral en gravedad y teoría cuántica. El trabajo, codirigido por José Navarro Salas (IFIC) e Iván Agulló Ródenas (Universidad Estatal de Louisiana, EEUU), propone que la luz se polariza en campos gravitatorios intensos, algo que desafía la Física clásica.

Concretamente, la tesis propone que, desde el punto de vista de la física cuántica, la polarización de la luz cambia cuando atraviesa entornos con gravedad intensa como el choque de dos agujeros negros que produce ondas gravitacionales. El premio se considera el más prestigioso a nivel mundial para tesis doctorales en el área de gravitación.

El jurado reconoce una “profundidad inusual” en la tesis realizada por Adrián del Río Vega, que “proporciona un entendimiento nuevo en el comportamiento de campos cuánticos en espacio- tiempos curvos”. Con el título “Quantum Aspects Originated by Gravitation: From Cosmology to Astrophysics”, la tesis, publicada en 2018, se centra en el estudio de aspectos cuánticos de la radiación y la materia en escenarios donde la gravedad es intensa. La física cuántica estudia la materia a escalas muy pequeñas, donde se producen efectos muy distintos a los que describe la física clásica, que describe el mundo que vemos.

El resultado más destacado es el descubrimiento de un nuevo fenómeno cuántico: la anomalía dual electromagnética. Desde el punto de vista de clásico, la luz es radiación electromagnética cuya dinámica no se ve alterada ante determinadas transformaciones del campo eléctrico y magnético. Esta simetría, conocida como “dualidad eléctrico-magnética”, es válida en el mundo de la física clásica, pero deja de funcionar en el de la física cuántica. “La luz desde un punto de vista cuántico está formada por partículas llamadas fotones. Si aplicamos un campo gravitatorio, la simetría eléctrico-magnética clásica se rompe”, asegura Adrián del Río.

Este fenómeno, que denomina en su tesis “anomalía de dualidad electromagnética”, era desconocido hasta ahora y tiene consecuencias que se pueden observar. “Según la simetría clásica, la polarización de la radiación [la dirección de la oscilación de la onda electromagnética] no cambia. Sin embargo, por la ruptura de la simetría que encontramos por efectos cuánticos ahora sabemos que la gravedad sería capaz de polarizar la luz de manera espontánea, únicamente al propagarse en un campo gravitatorio”, explica el investigador.

Por lo tanto, este nuevo fenómeno cuántico se podría observar midiendo la polarización de los fotones que llegan de escenarios astrofísicos donde la gravitación es intensa, como el que produce el choque de dos agujeros negros. Estos sistemas han adquirido un interés especial últimamente al ser las principales fuentes de ondas gravitatorias, las ‘arrugas’ del espacio- tiempo predichas por Einstein hace más de un siglo cuyo descubrimiento supuso el Nobel de Física en 2017.

El Premio Bergmann-Wheeler se instauró en 2008 en honor a Peter Bergmann (1915-2002), físico que trabajó con Albert Einstein, y John Wheeler (1911-2008), quien puso nombre a los agujeros negros. Desde entonces solo tres tesis han sido premiadas, siendo Adrián del Río el primer español en recibir el galardón. El premio se entregará durante una ceremonia en la 22ª edición de la Conferencia Internacional de Relatividad General y Gravitación (GR22). Esta conferencia, organizada cada 3 años, es el evento mundial más importante de física gravitacional, y se celebra por primera vez en España en la ciudad de Valencia del 7 al 12 de julio, coincidiendo con la 13ª edición de la Conferencia Edoardo Amaldi sobre Ondas Gravitacionales.

Adrián del Río Vega (Valencia, 1990) se graduó en Física por la Universitat de València en 2012, realizando posteriormente el Máster de Física Avanzada de la UV. Aquí entró en contacto con la física de la gravitación y la teoría cuántica, cosmología y agujeros negros de la mano del profesor José Navarro Salas, catedrático de física teórica de la UV, con quien desarrolló su tesis de fin de Máster y, posteriormente, su tesis doctoral. Durante el doctorado realizó diversas estancias de investigación en centros de reconocido prestigio como la Universidad Estatal de Louisiana (2015), la Universidad de Ginebra (2016) y el Instituto para la Gravitación y el Cosmos de Pennsylvania (2017).

En 2017 obtuvo junto a sus directores de tesis José Navarro Salas e Iván Agulló el primer premio de la Gravity Research Foundation por un ensayo donde desarrollaban uno de los elementos de su tesis, sobre la influencia de la gravedad en la polarización de la luz mediante efectos cuánticos. La tesis, defendida en 2018, obtuvo la máxima calificación del tribunal, Cum Laude con mención internacional. Posteriormente obtuvo un contrato postdoctoral del Consejo de Investigación Europeo (ERC) para trabajar en el prestigioso Centro de Astrofísica y Gravitación de Lisboa, donde desarrolla su investigación actualmente en el campo de las ondas gravitatorias.