Il premio è stato assegnato per gli studi teorici che hanno descritto il comportamento di due buchi neri che spiraleggiano l’uno intorno all’altro fino a collidere. Ricerche rivelatesi di grande importanza per l’analisi dei dati sperimentali dei rivelatori di onde gravitazionali VIRGO e LIGO.
I fisici Alessandra Buonanno, Thibault Damour e Frans Pretorius sono stati insigniti della Medaglia Galileo Galilei, premio assegnato ogni due anni dall’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) con il Galileo Galilei Institute (GGI), il suo Centro Nazionale per la Fisica Teorica in partnership con l’Università di Firenze, a ricercatori e ricercatrici che hanno dato un contributo eccezionale al progresso delle ricerche in fisica teorica.
Il Premio, annunciato oggi 15 febbraio, nella ricorrenza del compleanno del grande scienziato Galileo Galilei, è stato assegnato a Alessandra Buonanno, Thibault Damour e Frans Pretorius “per la fondamentale comprensione di sorgenti di radiazione gravitazionale attraverso tecniche analitiche e numeriche che, in modo complementare, hanno portato a previsioni teoriche che sono state confermate da osservazioni di onde gravitazionali e che sono ora strumenti chiave in questa nuova branca dell’astronomia”.
“I professori Buonanno e Damour, e Pretorius hanno proposto due approcci complementari, analitico e numerico, per descrivere il comportamento di due buchi neri che spiraleggiano l’uno intorno all’altro fino a collidere. La loro descrizione è stata utilizzata per l’analisi dei dati sperimentali che, nel 2015, ha portato le collaborazioni scientifiche LIGO e VIRGO all’osservazione delle prime onde gravitazionali emesse dalla collisione di due buchi neri,” commenta Stefania De Curtis, direttrice del GGI. “Gli studi teorici di Buonanno, Damour e Pretorius sono stati quindi fondamentali per la nascita di una nuova era, quella dell’astronomia gravitazionale, e sono certa che conferiranno ulteriore prestigio alla Medaglia Galileo Galilei,” conclude De Curtis.
“Per riuscire a risalire alla sorgente che ha generato le onde gravitazionali che osserviamo sulla Terra, abbiamo bisogno di tantissimi modelli di forme d’onda da confrontare con il segnale che stiamo osservando. Per raggiungere questo obiettivo, 20 anni fa abbiamo introdotto un nuovo approccio per risolvere analiticamente il problema dei due corpi in relatività generale,” spiega Alessandra Buonanno. “Questo approccio ha aperto la strada a modelli di forme d’onda altamente precisi che oggi sono abitualmente utilizzati da LIGO e VIRGO per rivelare sistemi binari composti da buchi neri e stelle di neutroni e riescono a fornici informazioni uniche sull'astrofisica, la cosmologia e la gravità,” conclude Buonanno.
“Nel 1998 abbiamo elaborato un nuovo modello teorico per descrivere analiticamente che cosa succede quando due buchi neri che orbitano uno intorno all’altro si avvicinano sempre di più fino a fondersi,” racconta Thibault Damour. “Il nostro modello prevedeva che questo processo liberasse una quantità enorme di radiazione gravitazionale e ha fornito la prima descrizione analitica dell’onda gravitazionale emessa dalla coalescenza dei due buchi neri,” conclude Damour.
“Riuscire a descrivere numericamente il comportamento di due oggetti astrofisici, come i buchi neri che orbitano l’uno attorno all’altro, è un problema molto complesso che richiede lunghe ore di calcolo al computer. Questo problema mi ha interessato fin da subito e nel 2005 ho proposto una prima soluzione numerica per descrivere che cosa succede quando due buchi neri si scontrano,” aggiunge Frans Pretorius.
Alessandra Buonanno è la direttrice del Dipartimento di "Relatività Astrofisica e Cosmologica" all'Istituto Max Planck per la Fisica Gravitazionale di Potsdam. Dopo gli studi a Pisa, ha avuto una brillante carriera nel campo della fisica teorica gravitazionale che l’ha portata a lavorare a Parigi e negli Stati Uniti per poi approdare in Germania. Ha ricevuto numerosi riconoscimenti tra cui spicca il premio Leibniz, il principale premio di ricerca in Germania.
Thibault Damour è professore ordinario presso l’Institut des Hautes Études Scientifiques a Parigi. Personalità di spicco nel campo della fisica teorica a livello internazionale, ha lavorato su più campi di ricerca relativi alla gravità, dai buchi neri alla cosmologia fino alla teoria delle stringhe e ha ricevuto numerosi premi nel corso della carriera.
Frans Pretorius è professore di fisica all'Università di Princeton e direttore della Princeton Gravity Initiative. Il suo principale campo di ricerca è la relatività generale e ha lavorato su vari temi, dal collasso gravitazionale alle fusioni di buchi neri, dalle singolarità cosmiche a modelli di evaporazione dei buchi neri.
Il premio Medaglia Galileo Galilei
Il premio Medaglia Galileo Galilei è stato istituito nel 2018 dall’INFN in onore di Galileo Galilei (1564-1642), padre fondatore del metodo scientifico e della fisica moderna, in occasione della trasformazione del GGI in Centro Nazionale di Studi Avanzati dell’INFN, in partnership con l’Università di Firenze. La Medaglia Galileo Galilei viene assegnata ogni due anni, a partire dal 2019, da un apposito comitato di selezione internazionale nominato dall’INFN. La medaglia viene assegnata al massimo a tre scienziati che nei 25 anni precedenti alla data del premio hanno conseguito rilevanti risultati nel campo della fisica teorica delle interazioni fondamentali tra particelle elementari, inclusa la gravità e i fenomeni nucleari.
La Medaglia Galileo Galilei 2019 è stata assegnata a Juan Martin Maldacena “per le sue idee pionieristiche nella fisica teorica, e in particolare per la scoperta della dualità tra gravità e teoria quantistica dei campi, con implicazioni di vasta portata”
La Medaglia
La Medaglia Galileo Galilei è stata realizzata da un famoso laboratorio fiorentino, Picchiani&Barlacchi, che ha una tradizione ultracentenaria di produzione di medaglie artistiche e commemorative, targhe e trofei. Nel laboratorio la lavorazione dei prodotti segue metodi tradizionali, quali il disegno, la creazione del modello in gesso, la fusione e la rifinitura del modello, la riduzione a pantografo, la produzione del punzone e del conio.
Il GGI
Il Galileo Galilei Institute è il primo centro europeo nato con l'obiettivo di ospitare workshop avanzati per la fisica teorica delle interazioni fondamentali, ha sede a Firenze, sulla collina di Arcetri, sito storicamente rilevante per la fisica e l’astronomia dove Galilei trascorse gli ultimi anni della sua vita. Il Centro organizza workshop dedicati ad argomenti di punta della fisica teorica delle interazioni fondamentali e scuole di dottorato dedicate alla teoria delle stringhe e dei campi, alla fisica teorica delle particelle elementari, alla fisica teorica nucleare e alla meccanica statistica e alla fisica astroparticellare e cosmologia.
Medaglia Galileo Galilei 2021 - il video
Medaglia Galileo Galilei 2021 - video interviste ai vincitori
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