RAINER WEISS, KIP S. THORNE Y BARRY C. BARISH Y LA COLABORACIÓN CIENTÍFICA LIGO, PREMIO PRINCESA DE ASTURIAS DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y TÉCNICA

Los físicos estadounidenses Rainer Weiss, Kip S. Thorne y Barry C. Barish y la Colaboración Científica LIGO han sido galardonados con el Premio Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica 2017, según ha hecho público hoy en Oviedo el jurado encargado de su concesión.

El jurado de este Premio –convocado por la Fundación Princesa de Asturias– estuvo presidido por Pedro Miguel Echenique Landiríbar e integrado por Juan Luis Arsuaga Ferreras, Juan Ignacio Cirac Sasturáin, Miguel Delibes de Castro, Luis FernándezVega Sanz, Cristina Garmendia Mendizábal, Álvaro Giménez Cañete, Bernardo Hernández González, Clara Menéndez Santos, Sir Salvador Moncada, Ginés Morata Pérez, Enrique Moreno González, Teresa Rodrigo Anoro, Inés Rodríguez Hidalgo, Manuel Toharia Cortés y Santiago García Granda (secretario).

Esta candidatura ha sido propuesta por Emilio Méndez Pérez, Premio Príncipe de Asturias de Investigación Científica y Técnica 1998. Los físicos Rainer Weiss, Kip S. Thorne y Ronald Drever (fallecido en marzo de 2017) fueron los que, en los años ochenta, propusieron la construcción del Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (LIGO, por sus siglas en inglés) para la detección de ondas gravitacionales –ondulaciones en el tejido del espacio-tiempo– predichas por Albert Einstein hacía un siglo en su Teoría general de la relatividad. Este observatorio estuvo dirigido entre 1997 y 2006 por el físico Barry C. Barish, que impulsó la fundación en 1997 de la Colaboración Científica LIGO, en la que se han integrado investigadores de universidades e instituciones de todo el mundo. Los detectores LIGO comenzaron a funcionar en 2002 y trece años después, la Colaboración Científica LIGO anunció la primera detección de ondas gravitacionales procedentes de la colisión de dos agujeros negros de características desconocidas hasta ese momento, lo que ha supuesto un hito en la historia de la física al confirmar la predicción de Einstein y ha marcado el inicio de un nuevo campo de la astronomía, la astronomía de ondas gravitacionales.

Este descubrimiento está considerado uno de los logros científicos más importantes del siglo al validar uno de los pilares de la física moderna –la teoría general de la relatividad– y abrir una nueva ventana para observar el Universo. Tras el hallazgo, Ronald Drever, Kip Thorne y Rainer Weiss fueron galardonados conjuntamente en 2016 con el Special Breakthrough Prize in Fundamental Physics (compartido con el equipo que firmó el artículo científico), el Gruber Prize in Cosmology (EE.UU.), el Shaw Prize in Astronomy (Hong Kong), el Smithsonian American Ingenuity Award in the Physical Sciences (compartido también con Barry C. Barish) y el Kavli Prize in Astrophysics, que conceden la Academia Noruega de Ciencias y Letras, la Fundación Kavli (Estados Unidos) y el Ministerio de Educación e Investigación de Noruega.

Rainer Weiss (Berlín, 29 de septiembre de 1932) estudió Física en el MIT, donde se licenció en 1955 y se doctoró en 1962. Docente en la Universidad Tufts e investigador en Princeton, en 1964 regresó como profesor asociado al MIT, donde ha desarrollado toda su carrera. Desde 2001 es profesor emérito de Física. Entre sus aportaciones científicas, Rainer Weiss fue pionero en la medición del espectro de radiación del fondo cósmico de microondas, radiación procedente de fotones en la etapa más temprana del universo y también fue cofundador de la misión COBE (Cosmic Background Explorer), lanzado en 1989. Es internacionalmente reconocido por inventar la técnica interferométrica láser que supuso la base para la construcción de LIGO. Sentó las bases para este proyecto, a principios de los setenta, al detallar cómo debería un interferómetro distinguir las ondas gravitacionales del ruido de fondo. Realizó un profundo análisis de la mayoría de las principales fuentes de ruido que un interferómetro podría encontrar y desarrolló un detallado diseño para un detector de ondas gravitacionales que superara ese ruido, lo que constituyó la hoja de ruta de dos décadas de I+D que condujeron a LIGO. Miembro de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, de la Academia Americana para el Avance de la Ciencia, la Sociedad Física Americana, la Academia Americana de Artes y Ciencias y la Sociedad Astronómica Americana, Rainer Weiss formó parte del equipo del proyecto COBE que en 2006 recogió el Gruber Prize in Cosmology.

Entre otros reconocimientos, Weiss recibió el NASA Achievement Award (1984), el NASA Exceptional Scientific Achievement Award (1991), el Einstein Prize de la Sociedad Física Americana (2000) y la Medalla de la Asociación para el Desarrollo Internacional del Observatorio de Niza (Francia, 2002). Kip S. Thorne (Logan, Utah, EE.UU., 1 de junio de1940) se licenció en Física en el Caltech en 1962 y se doctoró en Princeton en 1965. En 1966 regresó como investigador al Caltech, donde ha desarrollado toda su carrera, tanto docente como investigadora. Reconocido como uno de los astrofísicos más reputados y uno de los mayores expertos en la teoría general de la relatividad de Einstein, es desde 2009 catedrático emérito Feynman de Física Teórica. Thorne, que aprendió ruso para poder conocer el trabajo que desarrollaban los físicos soviéticos en los campos de la astrofísica y la relatividad, formó parte del Comité de Cooperación en Física entre Estados Unidos y la Unión Soviética a finales de los setenta. En los años sesenta y setenta, Thorne fijó los fundamentos teóricos de las pulsaciones de estrellas relativistas y las ondas gravitacionales que emiten y, durante los setenta y ochenta, desarrolló la formulación matemática a través de la cual los astrofísicos analizan la generación de estas. Dirigió un grupo de investigación en el Caltech para estudiar el campo teórico de las ondas gravitacionales y trabajó con Vladimir Braginsky, Ronald Drever y Rainer Weiss en nuevas técnicas para su detección. Cofundador de LIGO, Thorne dirigió su comité director entre 1984 y 1987. Durante las tres décadas siguientes, el trabajo de su grupo ha estado orientado a proporcionar apoyo teórico a LIGO, incluyendo la identificación de fuentes de ondas gravitacionales como objetivo para este observatorio y los fundamentos para las técnicas de análisis de datos. Thorne también ha realizado importantes aportaciones, como la predicción, junto con Anna Zytkow, de la existencia de una red de estrellas supergigantes con núcleos de estrella de neutrones, conocidas como “Thorne-Zytkow Objects”; o el desarrollo, con Igor Novikov y Don Page, de la teoría de los discos de acrecimiento alrededor de los agujeros negros, o la derivación desde la teoría de la relatividad, junto a James Hartle, de las leyes de movimiento y precesión de los agujeros negros. También inventó herramientas para visualizar la curvatura del espaciotiempo. A principios de los 2000, creó, con Saul Teukolsy, el SXS (Simulating Extreme Spacetimes) Project, cuyo objetivo es la simulación informática de fuentes de ondas gravitacionales. Estas simulaciones resultaron cruciales para la extracción de información transportada por las ondas gravitacionales descubiertas por LIGO.

En 2009 comenzó a colaborar con artistas, músicos y cineastas en actividades destinadas a divulgar la ciencia entre diferentes públicos. Fruto de una de estas colaboraciones fue su participación en la película de Christopher Nolan (2014), de la que fue productor ejecutivo y responsable científico. Después publicó el libro de divulgación The Science of Interstellar (2014), en el que explica el contenido científico del filme. No era su primer libro de divulgación, ya que en 1994 había publicado Black Holes and Time Warps: Einstein’s Outrageous Legacy. Doctor honorario de varias universidades, Thorne es miembro de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, de la Academia Americana de Artes y Ciencias, de la Sociedad Filosófica Americana, de la Sociedad Física Americana, de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia, de la Sociedad Internacional de Relatividad General y Gravitación y miembro extranjero de las academias Rusa de Ciencias y Noruega de Ciencias y Letras. Ha recibido, entre otros reconocimientos, el Julius Edgar Lilienfeld Prize (EE.UU., 1996), la Medalla Karl Schwarzschild (Alemania, 1996), el Common Wealth Award in Science (EE.UU., 2005), la Medalla Albert Einstein (Suiza, 2009), la UNESCO Niels Bohr Gold Medal (2010), el Tomalla Prize for Extraordinary Contributions to General  Relativity and Gravity (Suiza, 2016), el Premio Internacional Georges Lemaître (Bélgica, 2016) y la Medalla Oskar Klein (Suecia, 2016).

Barry C. Barish (Omaha, Nebraska, EE.UU., 27 de enero de 1936) estudió Física en la Universidad de California en Berkeley, donde se licenció en 1957 y se doctoró en Física Experimental de Partículas en 1962. En 1966 comenzó a trabajar en el Caltech, donde desarrolló toda su carrera docente e investigadora. Desde 2005 es catedrático emérito de Física Maxine and Ronald Linde. Al comienzo de su carrera, Barish realizó experimentos destacados utilizando colisiones de neutrinos de alta energía para revelar la subestructura de quark del nucleón y participó en el experimento internacional MACRO (Monopole, Astrophysics and Cosmic Ray Observatory), desarrollado en los noventa en el Tunel Gran Sasso en Italia. Posteriormente, Barish fijó su área de investigación en el Observatorio de Interferometría Láser de Ondas Gravitacionales (LIGO), convirtiéndose en su investigador principal en 1994 y director del LIGO Laboratory en 1997, puesto que desempeñó hasta 2006. Como tal, dirigió los esfuerzos que condujeron a las etapas del diseño final, la aprobación de la financiación por parte de la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos, así como la construcción de los interferómetros de LIGO en Livingston y Hanford. En 1997 creó la Colaboración Científica LIGO, que actualmente está formada por 1.167 científicos del campo de la física de más de un centenar de universidades e instituciones de dieciocho países. También, bajo su liderazgo se aprobaron las mejoras que condujeron al posterior perfeccionamiento de las infraestructuras, que se completaron en 2014 y que convirtieron los interferómetros, denominados Advanced LIGO, en instrumentos diez veces más sensibles que los originales. Desde 2013 es miembro del comité ejecutivo de la Colaboración Científica LIGO. Barish también fue director, entre 2005 y 2013, del Global Design Effort para el Colisionador Lineal Internacional (ILC, por sus siglas en inglés), que aún no ha sido construido y que complementará el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN).

Barish ha formado parte de numerosos comités y paneles de expertos, nacionales e internacionales, entre ellos el National Science Board, formado por 24 personas que supervisan a la Fundación Nacional de Ciencias y asesoran al presidente de Estados Unidos y al Congreso de este país en asuntos relacionados con la ciencia, la ingeniería y la educación. Doctor honoris causa por las universidades de Bolonia, Florida y Glasgow, Barish es miembro de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, la Academia Americana de Artes y Ciencias, la Sociedad Física Americana –que presidió en 2011– y la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia, entre otras organizaciones. 

Colaboración Científica LIGO (LSC, por sus siglas en inglés) es un grupo de 1.167 científicos del campo de la física de más de un centenar de universidades e instituciones de dieciocho países, cuya misión principal es la detección directa de ondas gravitacionales con el objetivo de emplearlas en la exploración de las leyes fundamentales de la gravedad, así como la investigación, desarrollo y perfeccionamiento de las técnicas para la detección y la puesta en marcha y uso de los detectores de ondas gravitacionales. La LSC desarrolla la investigación de LIGO, el mayor observatorio de ondas gravitacionales y uno de los experimentos físicos más sofisticados del mundo. Está formado por dos enormes interferómetros láser situados a más de 3.000 kilómetros de distancia entre sí, uno en Livingston (Luisiana) y otro en Hanford (Washington). Son dos detectores láser con forma de L y cada brazo de esa L tiene cuatro kilómetros. LIGO tiene sus orígenes en los años ochenta y su financiación inicial fue aprobada en 1992, lo que supuso la mayor inversión que la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos había hecho jamás. Está operado por el LIGO Laboratory, un consorcio del Instituto Tecnológico de California (Caltech) y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y constituye un recurso internacional para físicos y astrofísicos de todo el mundo.

En los años 2000, el set de detectores se completó con TAMA300 en Japón, GEO600 en Alemania y la Colaboración Virgo en Italia. En 2002, haciendo uso de las combinaciones de estos detectores, se hicieron las primeras observaciones conjuntas, que finalizaron en 2010 sin ninguna detección, aunque los datos recabados sirvieron para un rediseño completo de los instrumentos e infraestructuras. Estas mejoras se estuvieron realizando hasta 2014, cuando el denominado Advanced LIGO comenzó a funcionar con un aumento significativo de la sensibilidad y del volumen del universo a explorar. El 11 de febrero de 2016 la LSC anunció públicamente la detección de ondas gravitacionales procedentes de la colisión de dos agujeros negros, que se había producido el 14 de septiembre de 2015, cuando la señal procedente de esa fusión de agujeros negros acontecida a unos 1.300 millones de años luz –evento denominado GW150914–, fue detectada en las instalaciones de Livingston. Siete milisegundos después, una señal idéntica fue recibida también en Hanford.

Los investigadores de los institutos tecnológicos de California (Caltech) y de Massachusetts (MIT) pasaron meses comprobando los resultados antes de hacer el anuncio. El 15 de junio de 2016, se anunció la identificación de un segundo evento de ondas gravitacionales, llamado GW151226, que se había detectado el 26 de diciembre del 2015 en los detectores de Livingston y Hanford. La señal, procedente también del choque de dos agujeros negros, fue detectada en Livingston 1,1 milisegundo antes que en Hanford, lo que permitió calcular la fuente de la señal a 1.400 millones de años luz de distancia. El 1 de junio de 2017 la LSC anunció la tercera detección de ondas gravitacionales, llamada GW170104, procedentes también del choque de dos agujeros negros, que se había producido el 4 de enero anterior. Los tres descubrimientos, aceptados para su publicación en la revista Physical Review Letters, fueron realizados por la Colaboración Científica LIGO usando datos de los detectores LIGO. La LSC se financia a través de recursos públicos y privados procedentes de instituciones como la Fundación Nacional de Ciencias de Estados Unidos, el Science and Technology Facilities Council de Reino Unido, la Sociedad Max Planck (Premio Príncipe de Asturias de Cooperación Internacional 2013) y el Estado de Baja Sajonia (Alemania), además de otros organismos de Australia, India, Italia, España, Hungría, Corea, Canadá, Brasil, Rusia, Taiwán y Estados Unidos.

En esta edición concurrían un total de un total de 39 candidaturas procedentes de 17 países. Este ha sido el séptimo de los ocho Premios Princesa de Asturias que se conceden este año, en que cumplen su trigésimo séptima edición. Anteriormente fueron otorgados el Premio Princesa de Asturias de las Artes al artista sudafricano William Kentridge, el de Comunicación y Humanidades al grupo musical y humorístico Les Luthiers, el de Cooperación Internacional a la Hispanic Society of America, el de los Deportes a la selección masculina de rugby de Nueva Zelanda, el de Ciencias Sociales a la pensadora e investigadora británica Karen Armstrong y el de las Letras al poeta y ensayista polaco Adam Zagajewski.

La próxima semana se fallará el Premio Princesa de Asturias de la Concordia. Cada uno de los Premios Princesa de Asturias está dotado con una escultura de Joan Miró –símbolo representativo del galardón−, la cantidad en metálico de 50.000 euros, un diploma y una insignia. Los galardones serán entregados en otoño en Oviedo en un solemne acto presidido por SS.MM. los Reyes.