Die Kicks schwarzer Löcher und bessere Wellenformmodelle

Nach Erreichen ihres Master-Abschlusses bleibt Angela Borchers Pascual als Doktorandin in unserer Arbeitsgruppe

Wann wurde Ihnen klar, dass Sie einmal Physik studieren würden?

Als ich ein Teenager war, besuchte ich jedes Jahr ein Wissenschaftsfestival, das ganz in der Nähe meiner Heimatstadt stattfand. Als ich den Forschenden zuhörte, wie sie über ihre Projekte sprachen, wurde mein Interesse an der Wissenschaft geweckt. Zur gleichen Zeit hatte ich die Gelegenheit, eine Physik-Sommerschule für Physik in den USA zu besuchen. Ich lernte viel über moderne Physik, die in meinen Highschool-Kursen nicht behandelt wurde. Nach dieser Erfahrung wusste ich, dass ich an der Universität weiter Physik studieren wollte.

Wie sind Sie zur Gravitationsphysik gekommen?

Während meines Bachelorstudiums lernte ich die allgemeine Relativitätstheorie von meinem wirklich enthusiastischen Betreuer Raül Vera. Damals interessierte ich mich mehr für theoretische Physik. In meiner Abschlussarbeit beschäftigte ich mich mit dem Verständnis verschiedener Lösungen für schwarze Löcher mithilfe der konformen Geometrie von Penrose. Ich fand es toll, wie viele der komplexen Zusammenhänge der allgemeinen Relativitätstheorie auf so elegante und anschauliche Weise vereinfacht wurden.

Da ich ein Semester im Ausland verbracht hatte, um astrophysikalische Kurse zu belegen, war ich neugierig auf die beobachtungsbasierte Seite der Gravitationsphysik. Nach meinem Bachelor-Abschluss hatte ich das Glück, Sommerstudentin bei der LIGO-Gruppe der UIB in Spanien zu werden, wo ich die Spitzenforschung kennenlernte. Das Arbeitsumfeld war sehr anregend. Ich konnte spüren, dass die neuesten Entdeckungen von Gravitationswellen mit großer Spannung erwartet wurden. Ich habe diese Erfahrung genossen, und sie hat in mir den Wunsch entstehen lassen, Teil dieser großen Gemeinschaftsanstrengung zu sein.

Was macht diesen Bereich für Sie besonders?

Meiner Meinung nach ist dieses Gebiet einzigartig, weil es theoretische Aspekte mit astrophysikalischen Beobachtungen verbindet und eine große Zahl hoch motivierter Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zusammenarbeitet.

Vor ein paar Monaten haben Sie Ihren Master-Abschluss gemacht. Was war das Hauptthema Ihrer Arbeit?

Ich untersuchte den Einfluss von „Kicks“ im Gravitationswellensignal verschmelzender Doppelsysteme aus schwarzen Löchern. Wenn ein solches Systems asymmetrisch ist, strahlt es einen Impuls durch Gravitationswellen aus, wodurch das verbliebene schwarze Loch einen Kick – einen Rückstoß – erhält. Die Vorhersage dieses Rückstoßes ist interessant, sowohl aus astrophysikalischer Sicht als auch aus Sicht der Wellenformmodellierung.

Kicks von schwarzen Löchern haben einen erheblichen Einfluss auf die Population interstellarer und intergalaktischer schwarzer Löcher. Aus diesem Grund gibt es großes Interesse an der Messung der Kick-Geschwindigkeit direkt aus Gravitationswellenereignissen. Andererseits ist die Messung der Kickgeschwindigkeit eine interessante Größe für die Wellenformmodellierung, da sie die Beschreibung des Signals während der hochdynamischen Verschmelzungsphase umfasst. In meiner Masterarbeit untersuchte ich die Genauigkeit der Wellenformmodelle, die in aktuellen Studien zur Analyse von Gravitationswellendaten verwendet werden, unter Beerücksichtigung der Kickgeschwindigkeit.

Woran werden Sie jetzt, wo Sie Ihre Promotion begonnen haben, arbeiten und was erhoffen Sie sich, während Ihrer Promotion zu lernen?

Ich werde weiterhin an Doppelsystemen schwarzer Löcher aus der Sicht der Wellenformmodellierung arbeiten. Neben der Erforschung von Kicks werde ich mich auf das Verständnis anderer physikalischer Effekte konzentrieren und an der Verbesserung der aktuellen Wellenformmodelle für das Verständnis zukünftiger Gravitationswellenereignisse arbeiten. Als kleines Nebenprojekt möchte ich mich auch an den Datenvisualisierungsprojekten der Gruppe beteiligen. Ich hoffe, Fachwissen über die Techniken der Gravitationswellendatenanalyse zu erwerben, insbesondere über die Modellierung von Wellenformen und die Parameterschätzung. Außerdem hoffe ich, meine Forschungsfähigkeiten wie kritisches Denken, Kommunikation und wissenschaftliches Schreiben zu verbessern.

Was sind Ihre Erwartungen für die nächsten Jahre?

Irgendwann wäre es schön, an Konferenzen und Workshops in Präsenz teilzunehmen, aber ich bin zufrieden mit den vielen Möglichkeiten, die wir am Institut bereits haben.

Worauf freuen Sie sich – neben der Physik am AEI – in Hannover oder Deutschland?

Ich freue mich darauf, Zeit mit Freunden und Familie zu verbringen, ohne mir allzu viele Gedanken über die Pandemie machen zu müssen. Ich würde auch gerne neue Orte in Deutschland kennenlernen. Vor allem möchte ich den Ort besuchen, an dem meine Urgroßeltern gelebt haben. Und wenn ich noch etwas Zeit finde, werde ich versuchen, mein Deutsch zu verbessern.