Por Renata Álvarez
En el 2013 se celebró el centenario del descubrimiento de los rayos cósmicos, que nos sorprenden por todo el universo, con energías muy inteligentes: algunos de ellos son las partículas más energéticas que hayan existido.
La teoría nos explica que no deberían existir rayos cósmicos cuya energía sea mayor a un cierto valor especificado por científicos. Esto es difícil de asegurar, ya que las mediciones son todavía variadas. Pero poder lograr ver este fenómeno nos daría la oportunidad de explorar conceptos establecidos de la física en condiciones elevadas. Si las mediciones contradijeran la existencia del valor ya establecido, nos encontraríamos frente a un fenómeno físico que no podría ser descrito por las teorías existentes.
¿Rayos cósmicos?
Fueron descubiertos hace 100 años por un joven científico llamado Víctor F. Hess y hoy, a un casi siglo de su descubrimiento, poco se sabe realmente de ellos. ¿De qué están compuestos los rayos cósmicos? ¿Dónde está su fuente y cómo se detectan? ¿Qué aplicaciones pueden tener? A continuación se hablará de estas preguntas que tanto nos tienen preocupados.
“El sol a cuyo alrededor giran tantos planetas… No se olvida de madurar un racimo de uvas” Galileo Galilei
¿De qué están compuestos los rayos cósmicos?
Están formados por partículas cargadas, de tamaño subatómico, que son aceleradas a velocidades cercanas a la de la luz. Entre estas partículas encontramos principalmente núcleos que es el centro del átomo de casi todos los elementos presentes en la tabla periódica. También se encuentran en menor proporción con los electrones que son las cargas negativas. La proporción de elementos en los rayos cósmicos cambia con la energía proporcionada, lo que es un reflejo de la estructura y las condiciones del medio en el que se producen y se mueven. De ahí que la estructura de esta radiación pueda ser usada como herramienta para sondear, sin salir de nuestro planeta, las regiones más allá de nuestro sistema solar.
¿Dónde está su fuente y cómo se detectan?
Los rayos cósmicos de más baja energía se sabe que proceden del Sol. Estos, son acelerados en la atmósfera solar en explosiones donde se libera gran cantidad de material y energía. Se especula que la fuente de los rayos cósmicos más energéticos registrados hasta el momento se encuentra más allá de nuestra galaxia.
El origen más probable podría hallarse en cierto tipo de galaxias denominadas activas, las cuales se caracterizan porque en su centro encierran una región muy pequeña y de intensa actividad, cuya luminosidad supera a la de todas las estrellas de la galaxia. Poder observar las fuentes de los rayos cósmicos no es tarea fácil, ya que estos, al ser partículas cargadas, son movidos por los campos magnéticos presentes en el universo, de forma tal que cuando llegan a nuestro planeta ya no apuntan a la fuente original. Lo que se tiene son imágenes confusas del cielo. Sin embargo, analizando el patrón de llegada de todas las partículas es posible aún tener claves de su procedencia y de la distribución de sus fuentes en el universo.
Observatorios para rayos cósmicos los hay de diversos tipos, dependiendo de la energía que se quiera analizar, y son muy diferentes a los que se emplean comúnmente en astronomía, por ejemplo en el observatorio de Pierre Augur donde se revelo que en julio de este año que los rayos cósmicos no provienen de direcciones uniformemente distribuidas en el espacio, sino que parecen emanar de núcleos activos galácticos, los cuales no son más que enormes agujeros negros localizados en el centro de algunas galaxias.
¿Qué aplicaciones pueden tener?
Ahora, no es posible tener ventaja económica o tecnológica alguna de los rayos cósmicos, excepto por la tecnología que se elabora para su estudio. En realidad, la investigación de esta radiación se ha dado con el afán de comprender cómo trabaja la naturaleza, en especial, de estudiar los fenómenos que ocurren en los rincones más energéticos del universo. Pero, las investigaciones se han extendido progresivamente al estudio de sus efectos sobre la tecnología, las telecomunicaciones, el clima, la atmósfera y la salud del hombre, esto último debido al incremento del tráfico aéreo, las estancias espaciales de los astronautas y la posibilidad de desarrollar viajes entre planetas tripulados en un futuro cercano. En conclusión la mayoría de los rayos cósmicos de menor energía que llegan a la Tierra vienen de algún lugar dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Y conocemos pocos procesos físicos que puedan producir partículas con estas enormes energías, revelar el origen de los rayos cósmicos de alta energía permitiría comprender cuáles son exactamente las fuentes astrofísicas más energéticas de nuestro universo.
Noffz, A. (2013). ISM and star Formation. Journal Club. Obtenido en Abril 14 del 2015 de: http://www.sinembargo.mx/04-10-2012/386920
Referencias
Álvarez, J. (2008). El Observatorio de Rayos Cósmicos Pierre Auger. Temas de Física. Recuperado el 14 de Abril de https://www.i-cpan.es/doc/Auger_Rev_Esp_Fis_Abril-Junio_2008.pdf
Bahena A., y Bietenholz W. (2013). Las partículas más poderosas del mundo. Revista de la Academia Mexicana en Ciencias, 64(1), 30-39.
Glosario
Átomo: Porción material menor de un elemento químico que interviene en las reacciones químicas.
Energía: Capacidad que tiene la materia de producir trabajo en forma de movimiento, luz, calor, etc.
Intensidad: Cantidad de electricidad que pasa por un conductor en una unidad de tiempo y se mide en amperios.
Radiación: Emisión de energía o de partículas que producen algunos cuerpos y que se propaga a través del espacio.
En el 2013 se celebró el centenario del descubrimiento de los rayos cósmicos, que nos sorprenden por todo el universo, con energías muy inteligentes: algunos de ellos son las partículas más energéticas que hayan existido.
La teoría nos explica que no deberían existir rayos cósmicos cuya energía sea mayor a un cierto valor especificado por científicos. Esto es difícil de asegurar, ya que las mediciones son todavía variadas. Pero poder lograr ver este fenómeno nos daría la oportunidad de explorar conceptos establecidos de la física en condiciones elevadas. Si las mediciones contradijeran la existencia del valor ya establecido, nos encontraríamos frente a un fenómeno físico que no podría ser descrito por las teorías existentes.
¿Rayos cósmicos?
Fueron descubiertos hace 100 años por un joven científico llamado Víctor F. Hess y hoy, a un casi siglo de su descubrimiento, poco se sabe realmente de ellos. ¿De qué están compuestos los rayos cósmicos? ¿Dónde está su fuente y cómo se detectan? ¿Qué aplicaciones pueden tener? A continuación se hablará de estas preguntas que tanto nos tienen preocupados.
“El sol a cuyo alrededor giran tantos planetas… No se olvida de madurar un racimo de uvas” Galileo Galilei
¿De qué están compuestos los rayos cósmicos?
Están formados por partículas cargadas, de tamaño subatómico, que son aceleradas a velocidades cercanas a la de la luz. Entre estas partículas encontramos principalmente núcleos que es el centro del átomo de casi todos los elementos presentes en la tabla periódica. También se encuentran en menor proporción con los electrones que son las cargas negativas. La proporción de elementos en los rayos cósmicos cambia con la energía proporcionada, lo que es un reflejo de la estructura y las condiciones del medio en el que se producen y se mueven. De ahí que la estructura de esta radiación pueda ser usada como herramienta para sondear, sin salir de nuestro planeta, las regiones más allá de nuestro sistema solar.
¿Dónde está su fuente y cómo se detectan?
Los rayos cósmicos de más baja energía se sabe que proceden del Sol. Estos, son acelerados en la atmósfera solar en explosiones donde se libera gran cantidad de material y energía. Se especula que la fuente de los rayos cósmicos más energéticos registrados hasta el momento se encuentra más allá de nuestra galaxia.
El origen más probable podría hallarse en cierto tipo de galaxias denominadas activas, las cuales se caracterizan porque en su centro encierran una región muy pequeña y de intensa actividad, cuya luminosidad supera a la de todas las estrellas de la galaxia. Poder observar las fuentes de los rayos cósmicos no es tarea fácil, ya que estos, al ser partículas cargadas, son movidos por los campos magnéticos presentes en el universo, de forma tal que cuando llegan a nuestro planeta ya no apuntan a la fuente original. Lo que se tiene son imágenes confusas del cielo. Sin embargo, analizando el patrón de llegada de todas las partículas es posible aún tener claves de su procedencia y de la distribución de sus fuentes en el universo.
Observatorios para rayos cósmicos los hay de diversos tipos, dependiendo de la energía que se quiera analizar, y son muy diferentes a los que se emplean comúnmente en astronomía, por ejemplo en el observatorio de Pierre Augur donde se revelo que en julio de este año que los rayos cósmicos no provienen de direcciones uniformemente distribuidas en el espacio, sino que parecen emanar de núcleos activos galácticos, los cuales no son más que enormes agujeros negros localizados en el centro de algunas galaxias.
¿Qué aplicaciones pueden tener?
Ahora, no es posible tener ventaja económica o tecnológica alguna de los rayos cósmicos, excepto por la tecnología que se elabora para su estudio. En realidad, la investigación de esta radiación se ha dado con el afán de comprender cómo trabaja la naturaleza, en especial, de estudiar los fenómenos que ocurren en los rincones más energéticos del universo. Pero, las investigaciones se han extendido progresivamente al estudio de sus efectos sobre la tecnología, las telecomunicaciones, el clima, la atmósfera y la salud del hombre, esto último debido al incremento del tráfico aéreo, las estancias espaciales de los astronautas y la posibilidad de desarrollar viajes entre planetas tripulados en un futuro cercano. En conclusión la mayoría de los rayos cósmicos de menor energía que llegan a la Tierra vienen de algún lugar dentro de nuestra galaxia, la Vía Láctea. Y conocemos pocos procesos físicos que puedan producir partículas con estas enormes energías, revelar el origen de los rayos cósmicos de alta energía permitiría comprender cuáles son exactamente las fuentes astrofísicas más energéticas de nuestro universo.
Noffz, A. (2013). ISM and star Formation. Journal Club. Obtenido en Abril 14 del 2015 de: http://www.sinembargo.mx/04-10-2012/386920
Referencias
Álvarez, J. (2008). El Observatorio de Rayos Cósmicos Pierre Auger. Temas de Física. Recuperado el 14 de Abril de https://www.i-cpan.es/doc/Auger_Rev_Esp_Fis_Abril-Junio_2008.pdf
Bahena A., y Bietenholz W. (2013). Las partículas más poderosas del mundo. Revista de la Academia Mexicana en Ciencias, 64(1), 30-39.
Glosario
Átomo: Porción material menor de un elemento químico que interviene en las reacciones químicas.
Energía: Capacidad que tiene la materia de producir trabajo en forma de movimiento, luz, calor, etc.
Intensidad: Cantidad de electricidad que pasa por un conductor en una unidad de tiempo y se mide en amperios.
Radiación: Emisión de energía o de partículas que producen algunos cuerpos y que se propaga a través del espacio.