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Astrofísica
Investigar Mediante Neutrinos a los Rayos Cósmicos
Más Energéticos
28 de Mayo
de 2010.
 A
todos nos cae constantemente una lluvia de restos de rayos cósmicos que
colisionan con átomos en la atmósfera. Los rayos cósmicos no son
realmente rayos, son chorros de partículas. De ellas, el noventa por
ciento son protones, los núcleos de átomos de hidrógeno y, la mayor
parte del resto son núcleos más pesados, incluyendo hierro. Algunos se
originan en nuestro propio Sol, pero la mayoría provienen de mucho más
lejos: de otras regiones de la Vía Láctea o incluso de fuera de ella.
Tal como indica Spencer Klein, de la División de Ciencia Nuclear del
Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, los rayos cósmicos más
energéticos son los más raros y constituyen el mayor misterio.
Como protones, poseen cerca de 40 millones de veces más energía que los
protones acelerados en el LHC. Con la tecnología actual, necesitaríamos
construir un acelerador alrededor del Sol para producir protones con tal
energía. No sólo desconocemos cómo funcionan esos aceleradores cósmicos,
sino que además ignoramos dónde están.
Pese a todo, esos rayos cósmicos de alta energía no pueden provenir de
muy lejos. Ello se debe a que con la distancia recorrida los rayos
cósmicos van perdiendo energía. Los observados no deben proceder de más
lejos que unos 225 millones de años-luz de distancia de la Tierra.
En todo ese volumen de espacio "cercano", no ha sido posible identificar
claramente las fuentes capaces de producir tales núcleos atómicos de
alta energía.
Una pista del origen de los rayos cósmicos de más alta energía son los
neutrinos que producen cuando interactúan con los fotones de microondas
cósmicas que los desaceleran.
El problema de estudiar neutrinos es lo muy difícil que resulta
detectarlos, especialmente los que son producidos por eventos raros.
Localizar neutrinos generados por rayos cósmicos de energía ultraelevada
requiere de un detector que cubra un área enorme.
A diferencia de otros detectores de neutrinos, el enorme telescopio de
neutrinos que se construye bajo el hielo en el Polo Sur, ARIANNA, no
necesita kilómetros de rocas o la propia Tierra para filtrar eventos de
fondo. Eso se debe a que el ARIANNA buscará un tipo inusual de señal de
neutrinos.
El ARIANNA observará la lluvia de electrones, positrones y otras
partículas producidas en el momento en que un neutrino interactúa en el
hielo que está debajo de los detectores del ARIANNA.
En lugar de longitudes de ondas ópticas, el ARIANNA observa la radiación
de Cherenkov a longitudes de onda de radio; la fuerza de la señal de
radio es proporcional al cuadrado de la energía del neutrino que dio
origen a la misma. Para capturar estas señales, el ARIANNA utilizará
antenas de radio enterradas en la nieve encima del hielo.
Información adicional en:
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