Comencé mi carrera investigadora en 1996 como estudiante de doctorado en la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). Completé mi tesis doctoral, titulada Estudio de la Estructura del Espacio de Fases de Sistemas Hamiltonianos Caóticos a través del Análisis de Frecuencia: Aplicación al Sistema LiNC/LiCN, bajo la supervisión de Rosa M. Benito y Florentino Borondo. La defendí el 4 de octubre de 1999, obteniendo la máxima calificación de Sobresaliente cum laude por unanimidad. Al año siguiente, recibí el Premio Extraordinario de Doctorado.

He dirigido/codirigido 13 tesis doctorales en la UPM, siendo director único en tres de ellas. Dos de las tesis de las cuales he sido director único han obtenido el Premio Extraordinario de Doctorado (en 2016 y 2023). Actualmente, estoy dirigiendo dos tesis doctorales (una de ellas doctorado industrial) dentro del Programa de Doctorado en Sistemas Complejos, del que, además, soy Secretario Académico.

He participado como investigador en diferentes proyectos competitivos de manera continuada desde de 1999: 3 europeos, 8 nacionales y 4 autonómicos. Actualmente soy Investigador Principal del proyecto del Plan Nacional PID2021-122711NB-C21 y del autonómico para la consecución de un Doctorado Industrial IND2022/TIC-23716. Soy miembro, desde su fundación, del grupo de investigación reconocido por la UPM Grupo de Sistemas Complejos. Mantengo una colaboración continuada en el tiempo con varias instituciones de otros países, donde he realizado estancias breves de investigación. He dirigido la tesis a tres estudiantes extranjeros y el 33 % de los coautores de mis publicaciones indexadas en Journal Citation Reports (JCR) pertenecen a instituciones extranjeras. He participado en el comité organizador de 13 congresos internacionales y 3 nacionales.

Mi investigación es claramente interdisciplinaria. He realizado contribuciones relevantes en diversos campos, siempre desde la perspectiva de la Física Aplicada y la Teoría de la Complejidad. He demostrado la utilidad de análisis local de frecuencias y del mapa de frecuencias para revelar caos en sistemas moleculares con espacio de fases mixto. Otra línea de investigación ha sido el estudio de juegos competitivos en redes, donde hemos desarrollado metodologías que permiten obtener la mejor estrategia para optimizar la influencia en una red compleja cuando dos conjuntos de nodos compiten entre sí. En los últimos años, he estado analizando, desde la perspectiva de la teoría de juegos, el efecto del entrelazamiento de las estrategias de los jugadores en la consecución de equilibrios de Nash y soluciones de Pareto, así como la influencia de la memoria de estrategias pasadas en la estabilización de la dinámica caótica subyacente. En colaboración con una experta en análisis multifractal, he contribuido al desarrollo de nuevas herramientas y algoritmos para el análisis multiescala, principalmente aplicados al estudio de propiedades del suelo mediante análisis de tomografía 2D y 3D y, más recientemente, al análisis temporal de imágenes satelitales.

En cuanto al estudio de sistemas complejos con muchos elementos, donde las interacciones conducen a la emergencia de propiedades que no pueden explicarse por las características individuales de las partes, he utilizado la Teoría de Redes Complejas. En este campo, me he centrado principalmente en el estudio del comportamiento humano a través del análisis de redes sociales. El estudio de estos sistemas utilizando metodologías inspiradas en la física nos ha permitido lograr resultados muy relevantes en el campo, contribuyendo al desarrollo de lo que se ha denominado Sociofísica. Entre los trabajos más significativos, puedo destacar la propuesta de una metodología novedosa para medir la polarización social y su extensión al caso de multipolos; la detección y caracterización de los usuarios más influyentes en la difusión de información; el diseño de medidas de eficiencia en redes sociales, identificando comportamientos universales, y el desarrollo de modelos estadísticos que explican estos comportamientos. Varios de estos trabajos han tenido gran repercusión, no solo en la literatura científica, sino también en los medios de comunicación.

Mi producción científica durante estos años incluye 68 artículos en revistas indexadas en JCR (32 en Q1, de los cuales 13 están en D1) y 17 artículos publicados en capítulos de libros o actas de congresos indexados en Web of Science (WoS). Estos trabajos han resultado en más de 770 citas en WoS y 1,590 citas en Google Scholar (GS). Mi índice h es 14 en WoS y 19 en GS. Cinco de mis artículos han recibido más de 50 citas en GS, destacando uno con más de 290 citas.

Tengo reconocidos tres sexenios de investigación, el último de ellos activo. Solicitaré el cuarto sexenio en enero de 2025. Estos méritos de investigación han sido considerados excepcionales por ANECA, otorgándome una calificación de A en investigación en el proceso de acreditación para Profesor Titular de Universidad (TU), lo que me ha permitido obtener obtener la exención de ser TU para solicitar la acreditación a Catedrático de Universidad, acreditación que obtuve en diciembre de 2023. He sido nombrado Catedrático de Universidad, en el área de Física Aplicada, el 11 de diciembre de 2024, cargo que actualmente desempeño.