Prof. Dr. Alessandra Buonanno

Forschungsschwerpunkte: Theoretische Physik, Gravitationswellen, Schwarze Löcher, Relativitätstheorie, quantenoptisches Rauschen
Alessandra Buonanno ist eine italienisch-US-amerikanische Physikerin. Sie ist eine führende Theoretikerin in der Gravitationswellenphysik. Bekannt ist sie für ihre Arbeiten zur Modellierung von Wellenformen, die entscheidend sind für die Entdeckung von Gravitationswellen aus binären Systemen schwarzer Löcher und Neutronensterne sowie für die astrophysikalische Interpretation der gemessenen Signale.
Der Schwerpunkt von Alessandra Buonannos Forschung sind theoretische Vorhersagen von Gravitationswellen, die von binären Systemen aus kompakten, massereichen Körpern, wie schwarzen Löchern und Neutronensternen ausgesendet werden. Um hochgenaue Wellenformmodelle zu erhalten, hat sie einen neuen Ansatz mitentwickelt, um das Zweikörperproblem in der Allgemeinen Relativitätstheorie zu untersuchen: die effektive Ein-Teilchen-Näherung. Mit diesem Ansatz gelang die erste analytische Vorhersage des Gravitationswellensignals von zwei miteinander verschmelzenden schwarzen Löchern. Die erfolgreiche Kombination von Methoden der Numerischen und Analytischen Relativität geht auf die Initiative und wichtige Beiträge von Alessandra Buonanno und ihrer Forschungsgruppe zurück. Ziel ist es, die genauesten und effizientesten Wellenformmodelle für Gravitationswellenmessungen zu entwickeln. Diese Modelle werden von ihrer Forschungsgruppe, der LIGO Scientific Collaboration und der Virgo Collaboration routinemäßig eingesetzt, um astrophysikalische, kosmologische und gravitative Eigenschaften abzuleiten.
Alessandra Buonanno leistete zudem Pionierarbeit bei der Erforschung des quantenoptischen Rauschens und bei Hochpräzisionsmessungen für Gravitationswellendetektoren. Sie hat mitentdeckt, dass man mit Hilfe von Quantenkorrelationen zwischen dem Rauschen der Photonen und des Strahlungsdrucks (insbesondere des optischen Federeffekts) die Beschränkungen in LIGO- und Virgo-Detektoren durch die Heisenbergsche Unschärferelation umgehen kann.
Sie ist besonders daran interessiert, Gravitationswellenbeobachtungen zu nutzen, um grundlegende physikalische Informationen zu gewinnen und die Natur schwarzer Löcher und der Gravitation im hochdynamischen Bereich starker Felder zu erforschen.