El proyecto GravNet - A Global Network for the Search for High-Frequency Gravitational Waves ha obtenido una ERC Synergy Grant 2024. Liderado por científicos de cuatro instituciones europeas, GravNet tiene como objetivo desarrollar y desplegar una novedosa plataforma experimental para detectar ondas gravitacionales en el rango de alta frecuencia de MHz a GHz. Esta iniciativa podría revolucionar el estudio de fenómenos como las fusiones de agujeros negros primordiales y la materia oscura ultraligera, proporcionando respuestas a algunas de las preguntas más apremiantes sobre el cosmos.

GravNet es un proyecto de seis años en colaboración entre el Prof. Dr. Matthias Schott, Universidad Rheinische Friedrich-Wilhelms, Bonn, Alemania, el Prof. Diego Blas, Instituto de Física de Altas Energías, España, el Prof. Dr. Dmitry Budker, Universidad Johannes Gutenberg, Maguncia, Alemania, y el Dr. Claudio Gatti, Instituto Nacional de Física Nuclear, Italia. El proyecto busca desarrollar la primera red dedicada de detectores para ondas gravitacionales de alta frecuencia (OGAF). Estos novedosos detectores combinan las últimas tecnologías de detección cuántica con cavidades resonantes en campos magnéticos intensos.

“GravNet abrirá una nueva ventana al Cosmos: por primera vez, tendremos la capacidad de observar ondas gravitacionales de alta frecuencia con una precisión sin precedentes,” dice Diego Blas. “Esto podría permitirnos desvelar secretos relacionados con los primeros momentos del Big Bang o los misterios de la materia oscura.”

La Búsqueda de Ondas Gravitacionales de Alta Frecuencia

La detección de ondas gravitacionales de alta frecuencia representa la siguiente frontera en la intersección de la física fundamental, la astrofísica y la metrología. Desde la primera detección de ondas gravitacionales por LIGO en 2015, los investigadores han podido explorar el universo en el rango de frecuencia de 10 Hz a 10 kHz. Sin embargo, quedan grandes bandas por explora, incluidas las frecuencias de MHz a GHz, que podrían ser clave para comprender eventos astrofísicos fundamentales como las fusiones de agujeros negros primordiales o las interacciones de sobredensidades de materia oscura ultraligera.

La Estrategia de Detección de GravNet

El enfoque de GravNet para detectar ondas gravitacionales de alta frecuencia se basa en un uso innovador de tecnologías de detección cuántica. En particular, el proyecto utiliza cavidades en campos magnéticos intensos para convertir las ondas gravitacionales en fotones. Si la frecuencia del fotón coincide con la frecuencia de resonancia de la cavidad, la señal se amplifica y se vuelve detectable. Este método puede mejorar significativamente la sensibilidad para detectar ondas gravitacionales de alta frecuencia.

Para maximizar las posibilidades de detección, GravNet desplegará una red de detectores en diversos laboratorios europeos: Bonn, Maguncia, Frascati y PSI. Estos detectores estarán sincronizados mediante un esquema de adquisición de datos basado en GPS, lo que les permitirá funcionar como una red unificada de alta sensibilidad. Los datos combinados de esta red global podrían aumentar la sensibilidad a las ondas gravitacionales de alta frecuencia en varios órdenes de magnitud.

Resultados Esperados de GravNet

Se espera que el proyecto GravNet abra un nuevo y vasto espacio de parámetros para la búsqueda de ondas gravitacionales y proporcione las pruebas más rigurosas hasta la fecha del espectro de ondas gravitacionales de alta frecuencia. Al lanzar un programa de detección innovador que conecta la ciencia de ondas gravitacionales con tecnologías de detección cuántica de vanguardia, GravNet fomentará la colaboración entre estas dos comunidades científicas. El establecimiento de una infraestructura europea para la detección de ondas gravitacionales de alta frecuencia no solo impulsará descubrimientos, sino que también sentará las bases para futuras generaciones de investigación, posicionando a Europa a la vanguardia de la innovación en ondas gravitacionales y tecnologías cuánticas.

Las subvenciones ERC Synergy 2024

En la convocatoria ERC Synergy Grants 2024 se presentaron 548 propuestas. Los 57 proyectos ganadores involucran a 201 investigadores que llevarán a cabo sus proyectos en 184 universidades y centros de investigación de 24 países en toda Europa y más allá.
Los proyectos ganadores recibirán un total de 571 millones de euros para abordar algunos de los problemas científicos más complejos, abarcando una amplia gama de disciplinas. Las subvenciones ERC Synergy fomentan la colaboración entre investigadores destacados, permitiéndoles combinar su experiencia, conocimientos y recursos para expandir las fronteras del descubrimiento científico. Esta financiación forma parte del programa de investigación e innovación Horizonte Europa de la UE.