Instituto Max Planck de Física Gravitacional

El Instituto Max Planck de Física Gravitacional ( Instituto Albert Einstein ) es un instituto Max Planck cuya investigación se centra en el estudio de la teoría de la relatividad de Einstein y sus aplicaciones en áreas como las matemáticas , la gravedad cuántica , la relatividad astrofísica y la astronomía de ondas gravitacionales . Fundado en 1995, el instituto se ubica en el Parque Científico de Potsdam, en Golm, Potsdam , y en Hannover , donde colabora estrechamente con la Universidad Leibniz de Hannover . Tanto la sede de Potsdam como la de Hannover están organizadas en tres departamentos de investigación y albergan diversos grupos de investigación independientes.

El instituto lleva a cabo investigaciones fundamentales en matemáticas, análisis de datos , astrofísica y física teórica , así como investigaciones en física láser , tecnología de vacío, aislamiento de vibraciones y óptica clásica y cuántica .

Cuando la Colaboración Científica LIGO anunció la primera detección de ondas gravitacionales , los investigadores del instituto participaron en el modelado, la detección, el análisis y la caracterización de las señales. El instituto forma parte de diversas colaboraciones y proyectos: es socio principal del detector de ondas gravitacionales GEO600 ; sus científicos desarrollan modelos de forma de onda que se aplican en los detectores para la detección y caracterización de ondas gravitacionales . Desarrollan tecnología de detección y analizan datos de los detectores de la Colaboración Científica LIGO , la Colaboración Virgo y la Colaboración KAGRA . Además, desempeñan un papel fundamental en la planificación y preparación del detector espacial LISA (lanzamiento previsto para 2034) y participan en el desarrollo de la tercera generación de detectores terrestres de ondas gravitacionales ( Telescopio Einstein , Explorador Cósmico ). El instituto también participa activamente en los proyectos Einstein@Home y PyCBC .

Desde 1998 hasta 2015, el instituto publicó la revista de revisión de acceso abierto Living Reviews in Relativity . ^{[ 1 ]}

El instituto recién fundado comenzó su labor en abril de 1995 y se encuentra ubicado en Potsdam-Golm desde 1999. ^{[ 2 ]}

En 2002, el instituto abrió una sede en la Universidad de Hannover , centrada en el análisis de datos y el desarrollo y funcionamiento de detectores de ondas gravitacionales en la Tierra y en el espacio. El instituto de Hannover tuvo su origen en el Instituto de Física Atómica y Molecular (AMP) de la Universidad de Hannover, que fue fundado en 1979 por el Departamento de Física.

El enfoque de investigación del instituto se centra en el campo de la relatividad general . Abarca la física gravitacional teórica y experimental , la gravedad cuántica , la astronomía multimensajero y la cosmología . El instituto tiene un fuerte enfoque de investigación en la astronomía de ondas gravitacionales : cinco de sus seis departamentos trabajan en diferentes aspectos de este campo de investigación. Los temas centrales de investigación son:

• Modelado de fuentes ( estrellas de neutrones binarias , agujeros negros binarios , sistemas binarios mixtos, colapso de núcleos estelares )
• Trabajos experimentales sobre detectores de ondas gravitacionales , tanto en la Tierra como en el espacio.
• Resolver el problema de dos cuerpos en la relatividad general.
• Soluciones analíticas y numéricas de las ecuaciones de Einstein
• desarrollo e implementación de algoritmos de análisis de datos para la búsqueda de ondas gravitacionales
• análisis de seguimiento para inferir propiedades de las fuentes de ondas gravitacionales
• Búsquedas de partículas e interacciones fundamentales más allá del modelo estándar.

Todos estos esfuerzos hacen posible un nuevo tipo de astronomía , que comenzó con la primera detección directa de ondas gravitacionales en la Tierra.

Los científicos del instituto también trabajan para unificar las teorías fundamentales de la física —la relatividad general y la mecánica cuántica— en una teoría de la gravedad cuántica .

• El departamento de Relatividad Astrofísica y Cosmológica de Alessandra Buonanno ^{[ 3 ]} en AEI Potsdam resuelve el problema de dos cuerpos en la relatividad general de forma analítica y numérica , y predice las señales de ondas gravitacionales emitidas por sistemas binarios compuestos por agujeros negros y estrellas de neutrones . Los miembros del departamento utilizan esos modelos de forma de onda para inferir información astrofísica y cosmológica , y realizan pruebas de la relatividad general , utilizando datos de detectores de ondas gravitacionales .
• El departamento de Astrofísica Relativista Computacional de Masaru Shibata ^{[ 4 ]} en AEI Potsdam estudia fusiones de agujeros negros o estrellas de neutrones y el colapso de núcleos estelares . El departamento también trabaja en aspectos más fundamentales de la relatividad general con herramientas numéricas .
• El departamento de Gravedad Cuántica y Teorías Unificadas ^{[ 5 ]} (directora interina desde agosto de 2020: Alessandra Buonanno ) en AEI Potsdam trabaja en el desarrollo de una teoría cuántica de la gravedad , basada en la teoría de campos conformes , la teoría de cuerdas y la supergravedad y simetrías .
• El enfoque de investigación del departamento de Interferometría Láser y Astronomía de Ondas Gravitacionales de Karsten Danzmann ^{[ 6 ]} en AEI Hannover es el desarrollo y operación de detectores de ondas gravitacionales en la Tierra y en el espacio. Esto incluye experimentos de laboratorio en óptica cuántica y física láser .
• El departamento de Relatividad Observacional y Cosmología ^{[ 7 ]} de Bruce Allen en AEI Hannover estudia las consecuencias observacionales de la relatividad general , incluyendo la búsqueda y el análisis de señales de ondas gravitacionales en datos de detectores terrestres , y el funcionamiento del proyecto Einstein@Home . El departamento también trabaja en la búsqueda de púlsares de rayos gamma y radio , y en aspectos teóricos de los agujeros negros.
• El departamento de Interferometría de Precisión e Interacciones Fundamentales ^{[ 8 ]} en AEI Hannover, dirigido por Guido Müller, centra su actividad en LISA y otras astronomías de ondas gravitacionales espaciales y terrestres y en búsquedas de interacciones fundamentales más allá del modelo estándar utilizando métodos láser-ópticos.

• Bruce Allen (AEI Hannover, 2007-presente)
• Alessandra Buonanno (AEI Potsdam, 2014-presente)
• Karsten Danzmann (AEI Hannover, 2002–presente), subdirector general ^{[ 9 ]}
• Jürgen Ehlers (AEI Potsdam, director fundador, 1995–1998)
• Gerhard Huisken (AEI Potsdam, 2002-2013)
• Guido Müller (AEI Hannover, 2022–presente) ^{[ 10 ]}
• Hermann Nicolai (AEI Potsdam, 1997-2020)
• Bernard F. Schutz (AEI Potsdam, director fundador, 1995–2014)
• Masaru Shibata (AEI Potsdam, 2018–presente), director general ^{[ 9 ]}

Los Grupos Asociados del Instituto Max Planck realizan investigaciones en campos que se solapan con los del antiguo instituto Max Planck anfitrión. Se crean para apoyar a los jóvenes científicos que regresan a su país de origen tras una estancia de investigación en un Instituto Max Planck. ^{[ 16 ]}

El Instituto Max Planck de Física Gravitacional tiene un Grupo Asociado Max Planck: ^{[ 17 ]}

• en el Instituto Indio de Tecnología de Kanpur , India, en colaboración con el departamento de "Gravedad Cuántica y Teorías Unificadas".

El instituto participa en dos Escuelas Internacionales de Investigación Max Planck (IMPRS). Estas escuelas de investigación son programas de posgrado dirigidos por los Institutos Max Planck en colaboración con universidades locales, que ofrecen un doctorado. La IMPRS para Aspectos Matemáticos y Físicos de la Gravitación, Cosmología y Teoría Cuántica de Campos colabora con el Instituto de Matemáticas de la Universidad de Potsdam , el Instituto de Física de la Universidad Humboldt , el IIT Bombay , el Instituto Matemático de Chennai y el Instituto de Física Teórica de la Academia China de Ciencias ^{[ 39 ].}

El IMPRS sobre Astronomía de Ondas Gravitacionales se gestiona en dos sedes colaboradoras, una en Hannover y otra en Potsdam-Golm. La sede de Hannover colabora con la Universidad Leibniz de Hannover y el Laser Zentrum Hannover eV . ^{[ 40 ]} La sede de Potsdam colabora con la Universidad Humboldt , la Universidad de Potsdam y el Instituto Leibniz de Astrofísica . ^{[ 41 ]} Colabora con el IMPRS para Aspectos Matemáticos y Físicos de la Gravitación, Cosmología y Teoría Cuántica de Campos (también en AEI Potsdam), el programa de máster en astrofísica de la Universidad de Potsdam , la Red de Astrofísica de Potsdam , el Instituto Yukawa de Física Teórica de la Universidad de Kioto y la Universidad de Maryland . ^{[ 42 ]}

El instituto ofrece un curso intensivo anual de dos semanas en primavera para 40 estudiantes internacionales de matemáticas y física . ^{[ 43 ]} Cada año, las conferencias, los ejercicios y los debates abarcan diferentes temas de la especialidad de investigación del instituto. Las conferencias son impartidas por investigadores del instituto.

La Escuela de Primavera Jürgen Ehlers se fundó en el año 2000 y lleva el nombre de su director fundador, Jürgen Ehlers .

• Página principal del Instituto Max Planck de Física Gravitacional
• Einstein Online : sitio web de divulgación alojado en el instituto sobre las teorías de la relatividad de Albert Einstein.
• Sitio web del Consorcio LISA alojado en el instituto

52°24′59″N 12°58′9″E / 52.41639°N 12.96917°E / 52.41639; 12.96917