3 de diciembre de 2007

Estudiar la radiación Cerenkov ayudaría a resolver un misterio cósmico

Imagen: VERITAS

Débiles destellos azules de radiación Cerenkov, emitida por partículas que ingresan a la atmósfera terrestre con velocidades mayores a la de la luz en ese medio, podrían ayudar a los científicos a resolver uno de los más antiguos misterios de la astrofísica. Por cerca de un siglo, los científicos han estudiado el origen de los rayos cósmicos - partículas subatómicas de materia que provienen del espacio exterior. Sin embargo, 'De dónde provienen exactamente, no lo sabemos', menciona Scout Wakely, profesor de Física de la Universidad de Chicago. 'Estas partículas están cayendo a través de la atmósfera de la Tierra, en cantidades de decenas de miles por segundo por metro cuadrado'.

Resultados recientes del Observatorio Pierre Auger, en Malargüe, Argentina, sugieren que los rayos cósmicos más energéticos provienen de los núcleos de las galaxias activas. Sin embargo, la vasta mayoría de los rayos cósmicos observados en la Tierra se originan en la propia galaxia, en fuentes que aún no se conocen. El descubrir estas fuentes sería crucial para el desarrollo y comprensión del fenómeno.

Enrico Fermi sugirió hace más de 50 años un proceso que podría explicar cómo a partir de las ondas de choque producidas por la explosión de una estrella, podrían generarse rayos cósmicos. La idea es hoy en día conocida, pero no ha sido verificada.

Wakely cuenta ahora con 625 mil dólares donados por la NSF para desarrollar un instrumento que podría revelar importantes datos acerca de la naturaleza y el origen de los rayos cósmicos. Trabajando en conjunto con Simon Swordy, planean realizar mediciones detalladas de la radiación Cerenkov, emitida cuando los rayos cósmicos ingresan a la atmósfera terrestre.

Los rayos cósmicos envían dos destellos de radiación Cerenkov al ingresar a la atmósfera. El primero ocurre cuando la partícula original ingresa a la atmósfera, y produce además una lluvia de partículas secundarias que, a su vez, producen un nuevo destello.

Los rayos cósmicos de baja energía son difusos. Pero a medida que su energía crece, su frecuencia cae en forma dramática. Los científicos tratan de trabajar este obstáculo realizando detectores de una gran superficie en el suelo, o llevan sus instrumentos a grandes altitudes, utilizando globos aerostáticos.

Ambos métodos tienen sus inconvenientes. Los experimentos basados en globos aerostáticos son pequeños pero dan muy buenos detalles, mientras que los experimentos terrestres son enormes, pero ofrecen muy baja resolución.

La mayoría de los rayos cósmicos son protones u otro tipo de partículas cargadas. Pero algunos de ellos consisten en núcleo de hierro u otros elementos pesados. Un núcleo de hierro que viaja a velocidades cercanas a la de la luz produce aproximadamente 700 veces más luz que un simple protón.

(fg) (mg)

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