Cazadores de rayos gamma

El observatorio HAWC es el mayor sistema de medición de mapas celestes de rayos gamma.

Los rayos gamma nacen de la explosión desupernovas y que junto con los rayos ultravioletas no son visibles al ojo humano, a pesar de que se trata de energía pura en dimensiones siderales. No es fácil producirlos en la Tierra; para ello se utilizan aceleradores de partículas. Los rayos que mide y observa el High Altitude Water Cherenkov/Sistema Cherenkov de agua a gran altitud (HAWC, por sus siglas en inglés) son aquellos que se producen en el universo.
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Como los rayos gamma poseen altas energías, es decir, una radiación ionizante, pueden causar un gran daño al núcleo de las células, ya que penetran la materia más profundamente que la radiación alfa y beta. En dosis moderadas, sirven para esterilizar equipos médicos y alimentos.

Debemos saber que demasiada radiación gamma, o la falta de esta, es perjudicial para la vida. Aunque en realidad gracias a la membrana gaseosa que es la ionosfera, la última capa que recubre a la Tierra, se regulan los procesos de radiación cósmica en la superficie terrestre. De no existir esta capa ni el proceso de filtración, la vida quizá nunca se hubiera originado. Incluso, una teoría plantea que estos rayos influyeron en la evolución de las especies.

Las explosiones que generan los rayos gamma cósmicos no ocurren en el mismo lugar y es difícil estudiarlos por su súbita y brevísima aparición. Se trata de los eventos más violentos del espacio, porque tras ocurrir generan ráfagas solares, materia oscura, agujeros negros, rayos gamma y más rayos cósmicos.

Esa expansión de energía tiene una belleza plástica con tintes místicos, al parecer de Ibrahim Torres, coordinador del proyecto HAWC, por parte del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE): —De entre todos los fenómenos relacionados con las explosiones de supernovas, el que más me gusta son los destellos de rayos gamma, primero por la cantidad de energía que se libera en un corto tiempo y, segundo, porque no sabemos de dónde vienen esas fuerzas energéticas, ya que cambian de lugar en cada evento. Que no sepamos tanto de este fenómeno, lo encuentro místico.

La identificación de los rayos gamma se logró en 1903, luego de diferenciarlos de los rayos alfa y beta por su enorme capacidad de penetración y porque no son desviados tan fácilmente por un campo magnético como aquéllos. El físico Ernest Rutherford detalló estas características que continúan fascinando a los astrofísicos de hoy.

 

Hawc info

Ilustración: Luis Miguel Cruz

El agua del volcán

Hasta agosto pasado se habían armado 266 contenedores; se contempla que en este enero se completarán los 300 que se tienen planeados. Es un bosque de silos que asemeja, desde las alturas, un panal de abejas en forma hexagonal. Entre cada tonel hay contados metros de distancia y entre la neblina que se cuela en estos resquicios va caminando Andrés Sandoval, quien está a la cabeza del equipo de la UNAM que participa en HAWC.
Lleva una vestimenta de montañista, botas de suela gruesa, ropa térmica y una chamarra roja que se quita cuando entra al área donde está el control de monitoreo de todos los sensores que hay en cada uno de los contenedores. Entre tanto cable crece el calorcito y el detalle de la participación de la máxima casa de estudios:

—En Astronomía Extragaláctica y Cosmología, los proyectos de investigación de la UNAM incluyeron una amplia gama de tópicos, desde las propiedades locales de la galaxia y las galaxias cercanas, hasta el origen y evolución del universo, destacando aspectos como los núcleos activos galácticos, las propiedades fotométricas y dinámicas de las galaxias aisladas y en interacción, su evolución química y de poblaciones estelares, las propiedades del medio intergaláctico, la formación de las estructuras cósmicas en el contexto espacial, los problemas de la materia y energía oscuras que podrán estudiarse con HAWC.

Se trata de los reinos de la astronomía galáctica y la planetaria donde se despliegan los saberes y los misterios de la astrofísica estelar, las calibraciones empíricas de parámetros físicos, los cúmulos abiertos, el estudio de estrellas variables, la astronomía de alta resolución espacial aplicada en las ópticas atmosférica y adaptativa.

El gran interés que despierta este proyecto explica que haya tantos científicos involucrados en HAWC, 17 instituciones y universidades estadounidenses y nueve mexicanas que han reunido los talentos de 60 investigadores. Entre todos utilizarán la tecnología aplicada de un científico que ganó el Premio Nobel de Física en 1958: Pavel Alekseevič Čerenkov junto con Mikhailovich Frank e Igor Yevgenyevich Tamm.

La luz que formuló Cherenkov lleva su nombre y es producto de una onda de choque. Cuando los rayos gamma caen sobre la ionosfera, desencadenan una cascada de partículas que poco a poco pierden energía, pero al entrar a estos grandes contenedores de agua el haz viaja más rápido y, como un avión supersónico, deja una estela de luz visible que es registrada por fotomultiplicadores que son sensores extremadamente sensibles a la luz.

La elección de este sitio no es casual tras descartar Chacaltaya, en los Andes bolivianos, y el Tíbet, al sur de China, ya que se requieren grandes cantidades de agua y el escurrimiento natural —las filtraciones a través de la roca, a lo largo del tiempo—, simula el proceso de filtros y bombas que se aplica al agua para purificarla y dejarla sin minerales. El componente más caro del proyecto, el agua ultrapurificada en grandes cantidades y a grandes altitudes, se resolvió al ubicar el nido de HAWC en esta planicie a 4,100 metros sobre el nivel de mar.

Entre la neblina emergen o se hunden científicos estadounidenses y mexicanos cuyo trabajo en conjunto confirma que son tantos los retos y los misterios como estrellas hay en el cielo. Aun así, afirma Torres, ya se han hecho algunos mapas del cielo sobre esa serena belleza que emana de los rayos gamma. Esperemos que pronto se desprendan nuevos conocimientos, gracias a los ojos de este halcón que mira al cosmos.

Cazadores de rayos gamma

El observatorio de rayos gamma HAWC, en la Sierra Negra de México compartirá la información que halle en sus próximas mediciones con proyectos similares que estudian rayos gamma y cósmicos. Entre ellos se encuentran el Observatorio MILAGRO (ubicado en Los Álamos, Estados Unidos), centro de investigación donde se realizó el primer prototipo del sistema de medición Cherenkov en una alberca gigante. También está el Gran Colisionador de Hadrones (que se encuentra en la frontera entre Suiza y Francia), en donde se realizarán algunas simulaciones con los mapas celestes que ha trazado HAWC.

La información también se compartirá con el Observatorio de Rayos Cósmicos (en Auger, Argentina) y con el Telescopio Espacial de Rayos Gamma Fermi, de la NASA, el cual orbita alrededor de la Tierra y  puede notificar a los distintos equipos de científicos eventos interesantes, además de otro tipo de registros de rayos cósmicos.

Fuente: http://quo.mx/revista-quo/2015/03/18/un-halcon-para-atrapar-rayos-gamma

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