Alessandra Buonanno (Cassino,1968) è unafisicaitaliananaturalizzatastatunitense e direttrice dell'Istituto Max Planck per la fisica gravitazionale.
Dopo la laurea infisica teorica all'Università di Pisa nel 1993, ha completato ildottorato in fisica teorica nella stessa università nel 1996. Dopo un breve periodo alCERN, ha conseguito un post dottorato all'Institut des Hautes Etudes Scientifiques (IHES) in Francia e il R.C. Tolman Prize Fellowship alCalifornia Institute of Technology. Nel 2001 è diventata ricercatrice permanente alLaboratorio di Astrofisica e Cosmologia (APC) diParigi, facente parte delCentre National de la Recherche Scientifique.
Nel 2014 è stata nominata co-direttrice dell'Istituto Max Planck per la fisica gravitazionale (Albert Einstein Institute)[1] diPotsdam, dove dirige il Dipartimento di Relatività Astrofisica e Cosmologica. È docente presso l'Università del Maryland dal 2005, e (dal 2017) ha cattedre onorarie presso l'Università Humboldt di Berlino e l'Università di Potsdam. Assieme aThibault Damour ha sviluppato un formalismo per ridurre ilproblema dei due corpi dellarelatività generale ad un problema di un solo corpo.[2] Per tali ricerche i due scienziati sono stati insigniti delPremio Balzan 2021.
Le sue ricerche sui modelli di relatività analitica e relatività numerica sono state impiegate dall'osservatorioLIGO per osservare per la prima volta, nel 2015, leonde gravitazionali prodotte dall'unione di un sistema binario dibuchi neri, deducendo le loro proprietà astrofisiche e cosmologiche. Per tali ricerche ha ottenuto nel 2021 lamedaglia Dirac, assieme ai fisiciThibault Damour, Frans Pretorius e Saul Teukolsky[3]: per la prima volta tale premio viene assegnato ad una donna italiana, nonché seconda donna in assoluto.
Buonanno si occupa della modellazione analitica della dinamica deibuchi neri in relatività generale, dell'interazione tra relatività analitica e numerica e della ricerca di onde gravitazionali con rivelatori laser interferometrici dionde gravitazionali (GEO600,LIGO e Virgo). Nel 1999, insieme aThibault Damour, ha ridotto il problema dei due corpi in relatività generale a un formalismo EOB (Effective One Body) per la soluzione analitica dei buchi neri che girano l'uno intorno all'altro fino alla fusione[4][5]. Questo era un approccio per poter prevedere analiticamente la “primaforma d'onda completa delle onde gravitazionali dei buchi neri in fusione”. Buonanno è inoltre uno dei pionieri nel combinare risultati di calcoli analitico-relativistici[6][7][8] e simulazioni numerico-relativistiche per il calcolo efficiente e preciso di modelli di forme d'onda che possono essere utilizzati per la ricerca di onde gravitazionali emesse quando si uniscono oggetti binari compatti. Questi modelli sono stati utilizzati per rilevare per la prima volta le onde gravitazionali dalla fusione di buchi neri e per derivarne le proprietà astrofisiche e cosmologiche[9][10][11]. Tali forme d'onda consentono di trarre conclusioni su processi e parametri astrofisici e consentono test di relatività generale. Oltre alla modellazione delle onde gravitazionali di sistemi binari compatti, insieme a Yanbei Chen, ha anche calcolato il rumore ottico quantistico nei rivelatori di onde gravitazionali advanced-LIGO e ha mostrato che le correlazioni quantistiche tra rumore shot difotoni e rumore di pressione-radiazione (cioè l'effetto molla-ottica) in questi rivelatori sono quelli imposti dalprincipio di indeterminazione di Heisenberg in quei rivelatori[12][13]. Si occupa anche di onde gravitazionali nell'universo primordiale.
Tra i numerosi riconoscimenti ricevuti da Buonanno:
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