{"id":828,"date":"2017-09-25T12:22:32","date_gmt":"2017-09-25T12:22:32","guid":{"rendered":"http:\/\/halley.uis.edu.co\/clases\/lnunez\/?p=828"},"modified":"2017-09-25T14:43:57","modified_gmt":"2017-09-25T14:43:57","slug":"largo-viaje-de-los-rayos-cosmico","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/halley.uis.edu.co\/clases\/lnunez\/?p=828","title":{"rendered":"Largo viaje de los rayos c\u00f3smico"},"content":{"rendered":"<h2>De la Tierra a las estrellas<\/h2>\n<p>A comienzos del nuevo siglo, en 1909, <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Theodor_Wulf\">Theodor Wulf,<\/a> un padre jesuita profesor de F\u00edsica de la Universidad de Valkenburg (Holanda), constru\u00eda un electr\u00f3scopio o electr\u00f3metro, un instrumento que permite medir variaciones de la cantidad de carga el\u00e9ctrica. Era una versi\u00f3n del experimento que hacemos en el colegio de frotar un objeto de pl\u00e1stico, tocar el electr\u00f3scopio y comprobar que dos finas laminitas met\u00e1licas se separan. \u00a0Theodor, observ\u00f3 que sin ser tocado su electr\u00f3scopio se cargaba. En ese entonces la radioactividad estaba en su infancia, descubierta por <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Henri_Becquerel\">Henri Becquerel<\/a> y <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Marie_Curie\">Marie Curie<\/a>, era un intenso foco de estudio de la comunidad cient\u00edfica. Por ello se cre\u00eda que ciertos minerales radioactivos emit\u00edan part\u00edculas cargadas y activaban el invento del Prof. Wulf. Sin embargo a este padre jesuita se le ocurri\u00f3 medir las variaciones de la carga depositada en su electroscopio a medida que ascend\u00eda en la Torre Eiffel y descubri\u00f3 que esa carga depositada aumentaba y no disminu\u00eda como se esperaba.<\/p>\n<p>Su art\u00edculo reportando este efecto no fue tomado en cuenta por el convencimiento de la comunidad que ese efecto era de origen terrestre. Un par de a\u00f1os despu\u00e9s, en 1911, el geof\u00edsico italiano, <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Domenico_Pacini\">Domenico Pacini<\/a> hace medidas con el electroscopio de Wulf en monta\u00f1as, sobre la superficie de lagos, y el mar a 3m de profundidad comprobando un decrecimiento en la cantidad de la carga depositada, y se aventura a proponer que ese efecto debe ser extraterrestre.<\/p>\n<div id=\"attachment_836\" style=\"width: 310px\" class=\"wp-caption alignleft\"><a href=\"http:\/\/halley.uis.edu.co\/clases\/lnunez\/wp-content\/uploads\/2017\/09\/600px-Originalwulf-2.jpg\" rel=\"attachment wp-att-836\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" aria-describedby=\"caption-attachment-836\" class=\"size-medium wp-image-836\" src=\"http:\/\/halley.uis.edu.co\/clases\/lnunez\/wp-content\/uploads\/2017\/09\/600px-Originalwulf-2-300x235.jpg\" alt=\"Espectroscopio original de Theodor Wulf https:\/\/commons.wikimedia.org\/wiki\/File:Originalwulf.jpeg\" width=\"300\" height=\"235\" srcset=\"https:\/\/halley.uis.edu.co\/clases\/lnunez\/wp-content\/uploads\/2017\/09\/600px-Originalwulf-2-300x235.jpg 300w, https:\/\/halley.uis.edu.co\/clases\/lnunez\/wp-content\/uploads\/2017\/09\/600px-Originalwulf-2.jpg 596w\" sizes=\"auto, (max-width: 300px) 100vw, 300px\" \/><\/a><p id=\"caption-attachment-836\" class=\"wp-caption-text\">Espectroscopio original de Theodor Wulf https:\/\/commons.wikimedia.org\/wiki\/File:Originalwulf.jpeg<\/p><\/div>\n<p>En ese mismo a\u00f1o, <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Victor_Francis_Hess\">V\u00edctor Hess<\/a>, reci\u00e9n doctorado de la Universidad de Gaz (Austria) se apasiona en el estudio del fen\u00f3meno y demuestra, luego de un detallado e incansable estudio de m\u00e1s de 2 a\u00f1os, que es de origen extraterrestre y que adem\u00e1s no est\u00e1 necesariamente asociado a la actividad solar. Hess recibe el premio nobel en 1936 por sus aportes al mostrar que el efecto de carga de los eletroscopios proviene de fuera de nuestro planeta y no de la radioactividad natural como se pensaba. Lo comparti\u00f3 con <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Carl_David_Anderson\">Carl D. Anderson<\/a> descubridor del positr\u00f3n en 1932.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h2>Los rayos que son part\u00edculas.<\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Robert_Andrews_Millikan\">Robert A. Millikan<\/a>, uno de los mejores f\u00edsicos experimentales de la \u00e9poca y tambi\u00e9n premio nobel por el descubrimiento del electr\u00f3n, ratifica el origen extraterrestre del efecto de carga en los electroscopios y los bautiza como rayos c\u00f3smicos por creer que eran fotones de mucha energ\u00eda. Nada ten\u00eda que ver la deposici\u00f3n de carga en los electroscopios con radiaci\u00f3n, Millikan le apostaba a radiaci\u00f3n gamma y no lo era. En 1927 el f\u00edsico holand\u00e9s <a href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Jacob_Clay\">Jacob Clay<\/a>, comprueba que la radiaci\u00f3n c\u00f3smica aumenta con la latitud, que debe estar siendo afectada por el campo magn\u00e9tico terrestre y que por lo tanto deben ser part\u00edculas cargadas y no fotones. Tres a\u00f1os despu\u00e9s, en 1930, Bruno Rossi parte de esa pl\u00e9yade de f\u00edsicos italianos obligados a emigrar por el fascismo, muestra que efectivamente son part\u00edculas cargadas que son afectadas por los campos geomagn\u00e9ticos y que necesariamente deben tener carga positiva porque se registra una mayor intensidad cuando provienen del oeste.<\/p>\n<h2>Develando la estructura \u00edntima de la materia<\/h2>\n<p>Antes que de era de los grandes aceleradores fueron los rayos c\u00f3smicos quienes nos fueron develando la estructura m\u00e1s \u00edntima de la materia. No eran experimentos controlados pero si muy copiosos y, alg\u00fan chance tuvimos de mirar los efectos de alguna de las millones de millones de colisiones que ocurren en la atm\u00f3sfera comenzando a mas de 100 km de altura y que nos llegan en forma de una constante lluvia de part\u00e9culas.<br \/>\nLos positrones, los piones, y los muones fueron descubiertos en las trazas de los rayos c\u00f3smicos antes de tener los aceleradores de part\u00edculas. En la era de los aceleradores hemos ido construyendo el rompecabeza del modelo est\u00e1ndar de la estructura de los mas peque\u00f1o, hemos ido reconstruyendo algunos momentos del origen de nuestro universo. Hoy tenemos instrumentos que nos llevan a energ\u00edas de nunca antes alcanzadas: En el CERN, el Large Hadron Collider alcanza colisiones de ~14 Tera electron-voltios que nos ha permitido completar casi todo el modelo para comprender los constituyentes mas fundamentales de la materia.<br \/>\nPero seguimos viendo a los rayos c\u00f3smicos como el acelerador natural mas portentoso, que nos pueden brindar eventos cib energ\u00edas 100 y hasta 1000 veces mayor que las colisiones que registra en el LHC. All\u00ed podremos quiz\u00e1 ver algunas sorpresas del modelo est\u00e1ndar de part\u00edculas elementales cuando aumentamos la energ\u00eda. Ya estamos comenzando a comprobar que medimos mas muones que lo que debi\u00e9ramos si extrapolamos lo que sabemos del los resultados del CERN. Pero son muy pocas, poqu\u00edsimas part\u00edculas de Ultra-Alta Energ\u00eda que impactan la alta atm\u00f3sfera. Estamos hablando de ~1 part\u00edcula por kil\u00f3metro cuadrado por a\u00f1o, algo as\u00ed como una part\u00edcula que impacta una cancha de futbol por siglo. Son eventos muy espor\u00e1dicos pero con la paciencia y detectores apropiados podremos verlos.<\/p>\n<h2>\u00bfQu\u00e9 es el Observatorio Pierre Auger?<\/h2>\n<p>Es el observatorio de rayos c\u00f3smicos m\u00e1s grande del mundo, orientado al estudio de los rayos c\u00f3smicos ultra-energ\u00e9ticos y, \u00a0recientemente, a explorar los efectos colaterales de las radiaciones c\u00f3smicas sobre en el clima terrestre y espacial.<\/p>\n<p>Fue propuesto a principios de los 90 por Alan Watson y James Cronin (Nobel de F\u00edsica, 1980), con el fin de dar respuesta a los enigmas sobre el origen y la naturaleza de estos fen\u00f3menos ultra energ\u00e9ticos. Est\u00e1 ubicado en Pampa Amarilla, Malarg\u00fce-Argentina, cubre una extensi\u00f3n de m\u00e1s de 3000 Kil\u00f3metros cuadrado y es operado por una colaboraci\u00f3n de casi 500 investigadores, de 82 instituciones acad\u00e9micas de 16 pa\u00edses (<a href=\"https:\/\/www.auger.org\/\">https:\/\/www.auger.org\/ <\/a>). La inversi\u00f3n inicial -1660 detectores de superficie y 24 telescopios de fluorescencia- super\u00f3 los 53 millones de d\u00f3lares y su operaci\u00f3n anual ronda los 1,6 millones de d\u00f3lares.<br \/>\nColombia, representada por la Universidad Industrial de Santander, participa como miembro asociado bajo la tutela de Brasil desde Noviembre 2014 y a partir de este a\u00f1o 2017 como miembro de la colaboraci\u00f3n.<br \/>\nQuiz\u00e1 el logro m\u00e1s importante del Observatorio Pierre Auger es haber construido un inigualable ambiente de equipamiento y apoyo t\u00e9cnico para el estudio de la radiaci\u00f3n c\u00f3smica. En ese inmenso pol\u00edgono -de casi 70km de \u00abdi\u00e1metro\u00bb y una superficie de 3000 Km2 &#8211; ha surgido un conjunto de instrumentos que se complementan entre s\u00ed y permiten estudiar, como en ning\u00fan otro lugar del planeta, la radiaci\u00f3n c\u00f3smica desde m\u00faltiples perspectivas.<\/p>\n<p>Desde sus inicios el Observatorio cont\u00f3 con: 1660 detectores de superficie y 24 telescopios de fluorescencia. Con los a\u00f1os, este equipamiento se ha ido mejorando con otros importantes instrumentos:<br \/>\n*) HEAT (por High Elevation Auger Telescopes) son telescopios de fluorescencia que pueden registrar las primeras etapas de las cascadas de part\u00edculas producidas por rayos c\u00f3smicos;<br \/>\n*) AERA (por Auger Engineering Radio Array) es un arreglo de antenas para detectar la traza de radio-pulsos electromagn\u00e9ticos (30 a 80 MHz) que dejan los rayos c\u00f3smicos;<br \/>\n*) AMIGA (por Auger Muons and Infill for the Ground Array ) es un complemento de detectores de centelleo que permiten estudiar la composici\u00f3n de part\u00edculas de los rayos c\u00f3smicos de ultra alta energ\u00eda.<\/p>\n<p>Este conjunto de instrumentos se ver\u00e1 repotenciado por la nueva generaci\u00f3n de detectores de superficie -AugerPrime- que aumentar\u00e1n significativamente la capacidad del Observatorio.<\/p>\n<h2>Logros cient\u00edficos del Observatorio<\/h2>\n<p>Los logros cient\u00edficos m\u00e1s impactantes del Observatorio se centran en la determinaci\u00f3n del espectro de energ\u00eda de los rayos c\u00f3smicos m\u00e1s energ\u00e9ticos jam\u00e1s medidos y su posible asociaci\u00f3n con los n\u00facleos activos de galaxias -regiones centrales de ciertas galaxias que presentan una significativa emisi\u00f3n de energ\u00eda por la supuesta presencia de un agujero negro supermasivo. Igualmente se han establecido cotas para la existencia de variados fen\u00f3menos f\u00edsicos, en particular para la detecci\u00f3n de neutrinos que atraviesan grandes vol\u00famenes de roca.<\/p>\n<p>Recientemente, el Observatorio Pierre Auger ha comenzado a interesarse en los efectos colaterales de los rayos c\u00f3smicos sobre el clima espacial y terrestre. En particular, la modulaci\u00f3n de radiaci\u00f3n c\u00f3smica de baja energ\u00eda por la radiaci\u00f3n solar y las variaciones del campo geomagn\u00e9tico producto de eyecciones de masa coronal provenientes del Sol. Este tipo de informaci\u00f3n es muy relevante para el desarrollo de blindaje y protocolos de protecci\u00f3n radiof\u00edsica para las expediciones espaciales y tripulaciones de aviaci\u00f3n comercial.<\/p>\n<p>Igualmente, se ha iniciado una l\u00ednea de investigaci\u00f3n para estudiar la relaci\u00f3n de la radiaci\u00f3n c\u00f3smica con descargas el\u00e9ctricas en varios niveles de la atm\u00f3sfera terrestre. De este modo, se comienza a dilucidar una posible relaci\u00f3n entre la meteorolog\u00eda espacial y la terrestre.<\/p>\n<p>Desde el punto de vista tecnol\u00f3gico, el observatorio ha realizado importantes contribuciones en instrumentaci\u00f3n cient\u00edfica, desarrollando interfaces electr\u00f3nicas para la detecci\u00f3n r\u00e1pida (nanosegundos) de eventos y esquemas de detecci\u00f3n de la interacci\u00f3n c\u00f3smicas con diversos dispositivos (centelladores, detectores Cherenkov, detectores de fluorescencia, detectores de variaciones de campo electromagn\u00e9ticos, entre otros).<\/p>\n<p>Finalmente, Auger ha desarrollado una bater\u00eda de algoritmos para el an\u00e1lisis de grandes vol\u00famenes de datos y simulaciones detalladas de las interacciones de los rayos c\u00f3smicos con la atm\u00f3sfera. Estas herramientas y resultados permiten a los distintos grupos de trabajo extraer la m\u00e1s variada informaci\u00f3n de los 1660 detectores de superficie correlacion\u00e1ndola con los registros de los 24 telescopios de fluorescencia.<\/p>\n<p>Durante los casi 15 a\u00f1os de operaci\u00f3n, estos logros se han visto reflejados en mas de 500 publicaciones en revistas internacionales de alt\u00edsimo impacto, las cuales han recibido casi 11000 citas. Cuatro de los art\u00edculos publicados se consideran como cl\u00e1sicos en Astropart\u00edculas (m\u00e1s de 500 citas por art\u00edculos) mientras que otros 4 se tienen por contribuciones famosas (entre 250 y 499 citas por art\u00edculo) <a href=\"http:\/\/inspirehep.net\/search?ln=en&amp;p=cn%20Pierre%20Auger&amp;of=hcs2\">http:\/\/inspirehep.net\/search?ln=en&amp;p=cn%20Pierre%20Auger&amp;of=hcs2<\/a><\/p>\n<h2>\u00bfQu\u00e9 es lo que se est\u00e1 anunciando hoy?<\/h2>\n<p>Hoy estamos presentando una respuesta a esas preguntas que dieron origen al Observatorio \u00bfcu\u00e1l es el origen de los rayos c\u00f3smicos de ultra-alta energ\u00eda? \u00bfprovienen de eventos catacl\u00edsmicos dentro de nuestra galaxia o quiz\u00e1 de fuera de \u00e9sta? Luego de hurgar en millones de millones de datos registrados durante los \u00faltimos 12 a\u00f1os, se pudieron aislar 30.000 eventos de 4 Exa electronvoltios o m\u00e1s (100 veces mas energ\u00e9ticas que las part\u00edculas del CERN) provenientes de casi la totalidad del cielo del hemisferio sur. Esos eventos mostraron una anisotrop\u00eda que solo es consistentes con el origen extragal\u00e1tico. Dicho en pocas palabras, cuando miramos hacia el centro de la galaxia vemos menos part\u00edculas que cuando miramos hacia su borde, y esa diferencia es significativa para ser considerada un resultado confiable. Esa diferencia fue corroborada independientemente por diferentes m\u00e9todos y por varios equipos de trabajo.<\/p>\n<h2>\u00bfCu\u00e1l ser\u00e1 el impacto de este descubrimiento?<\/h2>\n<p>Primeramente la importancia de este esfuerzo de a\u00f1os, de una colaboraci\u00f3n de casi 500 personas de mas de 80 instituciones de 16 pa\u00edses, pacientemente y sin descanso han tabajando por mas de 20 a\u00f1os para presentar estos incontestables resultados. Segundo el avance tecnol\u00f3gico en la detecci\u00f3n tanto en la parte instrumental como en los algoritmos y t\u00e9cnicas que se han ido desarrollando. La innovaci\u00f3n no viene sola, nace de la ciencia b\u00e1sica hecha con calidad, perseverancia y paciencia. No podemos emprender planes nacionales de innovaci\u00f3n que no est\u00e9n soportados por aportes s\u00f3lidos en ciencia b\u00e1sica.<br \/>\nPero quiz\u00e1 lo m\u00e1s importante es que estamos en el nacimiento de la Astrof\u00edsica de multimensajeros. Comenzamos a ver a los objetos astrof\u00edsicos desde distintas perspectivas. Esos cataclismos producen radiaci\u00f3n, expelen part\u00edculas y nos mueven el espacio tiempo. Varios observatorios en el mundo miran sin cesar esos restos de los acontecimientos mas energ\u00e9ticos de nuestro universos. Supernovas, choques de galaxias, coalescencia de agujeros negros, de estrellas de neutrones producen grandes cantidades de energ\u00eda que nos llegan en forma de destellos gamma, neutrinos, protones energ\u00e9ticos y ondas gravitacionales. Estamos por comenzar esa era y Observatorios como el Pierre Auger forma parte de esos ojos gigantes que miran hacia el cielo<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>De la Tierra a las estrellas A comienzos del nuevo siglo, en 1909, Theodor Wulf, un padre jesuita profesor de F\u00edsica de la Universidad de Valkenburg (Holanda), constru\u00eda un electr\u00f3scopio o electr\u00f3metro, un instrumento que permite medir variaciones de la &hellip; <a href=\"https:\/\/halley.uis.edu.co\/clases\/lnunez\/?p=828\">Sigue leyendo <span class=\"meta-nav\">&rarr;<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-828","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-sin-categoria"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/halley.uis.edu.co\/clases\/lnunez\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/828","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/halley.uis.edu.co\/clases\/lnunez\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/halley.uis.edu.co\/clases\/lnunez\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/halley.uis.edu.co\/clases\/lnunez\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/halley.uis.edu.co\/clases\/lnunez\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=828"}],"version-history":[{"count":12,"href":"https:\/\/halley.uis.edu.co\/clases\/lnunez\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/828\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":841,"href":"https:\/\/halley.uis.edu.co\/clases\/lnunez\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/828\/revisions\/841"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/halley.uis.edu.co\/clases\/lnunez\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=828"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/halley.uis.edu.co\/clases\/lnunez\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=828"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/halley.uis.edu.co\/clases\/lnunez\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=828"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}