{"id":4810,"date":"2023-07-17T21:41:23","date_gmt":"2023-07-17T21:41:23","guid":{"rendered":"https:\/\/visitantes.auger.org.ar\/?page_id=4810"},"modified":"2024-07-17T08:56:56","modified_gmt":"2024-07-17T11:56:56","slug":"que-son-los-rayos-cosmicos","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/visitantes.auger.org.ar\/index.php\/que-son-los-rayos-cosmicos\/","title":{"rendered":"\u00bfQU\u00c9 SON LOS RAYOS C\u00d3SMICOS?"},"content":{"rendered":"\t\t
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\u00bfQU\u00c9 SON LOS RAYOS C\u00d3SMICOS?\n<\/h2>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Los rayos c\u00f3smicos de ultra elevada energ\u00eda son el objeto de estudio del Observatorio Pierre Auger.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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\u00bfQu\u00e9 Son ?<\/strong><\/h3>

Los rayos c\u00f3smicos son part\u00edculas que llegan desde el espacio exterior y bombardean constantemente la Tierra desde todas direcciones. La mayor\u00eda de estas part\u00edculas son protones (o sea n\u00facleos de \u00e1tomos de hidr\u00f3geno) o n\u00facleos de \u00e1tomos m\u00e1s pesados (como helio, carbono o hierro). Algunas de ellas son m\u00e1s energ\u00e9ticas que cualquier otra part\u00edcula observada en la naturaleza. Los rayos c\u00f3smicos ultra energ\u00e9ticos viajan a una velocidad cercana a la de la luz y tienen cientos de millones de veces m\u00e1s energ\u00eda que las part\u00edculas producidas en el acelerador m\u00e1s potente construido por el ser humano.<\/p><\/div><\/div>

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\u00bfDe D\u00f3nde Vienen?<\/strong><\/h3><\/div><\/div>
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Las especulaciones, conjeturas y modelos que proponen soluciones a este enigma son muy variados. Es posible que la mayor parte de los rayos c\u00f3smicos m\u00e1s energ\u00e9ticos sean protones provenientes de fuentes externas a nuestra galaxia pero suficientemente cercanas como para que las interacciones con la radiaci\u00f3n presente en el Universo no los frene (efecto llamado GZK por las iniciales de quienes lo propusieron). Sus direcciones de arribo no apuntar\u00edan a sus verdaderas fuentes pues sus trayectorias se habr\u00edan desviado debido al campo magn\u00e9tico de nuestra galaxia y al existente entre galaxias.<\/p>

Si fuese as\u00ed, sin embargo, estos campos deber\u00edan ser m\u00e1s intensos de lo que actualmente se cree. Una alternativa es que no se trate de protones sino de n\u00facleos con mucha mayor carga el\u00e9ctrica; a mayor carga m\u00e1s desviaci\u00f3n, por lo que el campo magn\u00e9tico gal\u00e1ctico alcanzar\u00eda para modificar sus direcciones de arribo incluso a las m\u00e1s altas energ\u00edas. O podr\u00edan ser neutrinos, part\u00edculas sin carga, cuyas trayectorias no sufren desviaciones al atravesar campos magn\u00e9ticos y que tampoco son frenados por los fotones de la radiaci\u00f3n c\u00f3smica de fondo, por lo cual sus fuentes podr\u00edan estar a distancias arbitrariamente grandes.<\/p>

Acelerar rayos c\u00f3smicos hasta energ\u00edas tan altas como las que se observan, requiere condiciones astrof\u00edsicas muy extremas, en el l\u00edmite de lo que se cree son capaces de producir los fen\u00f3menos m\u00e1s violentos en las galaxias m\u00e1s activas. Esto ha llevado a los cient\u00edficos a especular que tal vez los rayos c\u00f3smicos no fueron acelerados hasta energ\u00edas tan altas sino que son el producto del decaimiento de hipot\u00e9ticas part\u00edculas de masas muy grandes formadas cuando el universo era enormemente denso y caliente, en sus primeras etapas despu\u00e9s del Big Bang.<\/p>

Simplemente hacen falta m\u00e1s datos para decidir si alguna de estas conjeturas es la correcta, o si la respuesta al enigma es algo totalmente inesperado.<\/p><\/div><\/div>

En resumen:\u00a0<\/b>La mayor\u00eda de los rayos c\u00f3smicos de menor energ\u00eda que llegan a la Tierra provienen de alg\u00fan sitio dentro de nuestra galaxia, la V\u00eda L\u00e1ctea. Los rayos c\u00f3smicos que estudia el Observatorio Pierre Auger provienen de fuentes fuera de nuestra galaxia. Conocemos pocos procesos f\u00edsicos que puedan producir part\u00edculas con estas enormes energ\u00edas. Develar el origen de los rayos c\u00f3smicos de alta energ\u00eda permitir\u00e1 comprender cu\u00e1les son las fuentes astrof\u00edsicas m\u00e1s energ\u00e9ticas del universo.<\/div><\/div><\/div>
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\u00bfC\u00f3mo Se Los Puede Estudiar?<\/strong><\/h3><\/div><\/div>
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Como estas extra\u00f1as part\u00edculas de energ\u00eda cercanas a 1020<\/sup>\u00a0eV son una verdadera rareza (caen apenas unas tres o cuatro por kil\u00f3metro cuadrado por siglo), si uno quisiera detectarlas con un detector peque\u00f1o, digamos de un kil\u00f3metro cuadrado, deber\u00eda esperar en promedio un siglo entre evento y evento, lo que har\u00eda imposible llevar a cabo estos estudios, as\u00ed que la alternativa es construir un detector suficientemente grande como para detectar m\u00e1s part\u00edculas en un tiempo menor. Los experimentos anteriores que lograron detectar rayos c\u00f3smicos con energ\u00edas superiores a 1020<\/sup>\u00a0eV cubr\u00edan un \u00e1rea efectiva de no mucho m\u00e1s de 100 kil\u00f3metros cuadrados, y por ello eran pocos los eventos detectados.<\/p>

Fue alrededor del a\u00f1o 1991 que dos destacados f\u00edsicos, el premio Nobel Dr. James Cronin, de la Universidad de Chicago, y el Dr. Alan Watson, de Leeds, comenzaron a concebir el plan para construir un inmenso observatorio, abarcando una superficie de 3000 km2<\/sup>. Podr\u00edan as\u00ed observarse un centenar de rayos c\u00f3smicos de la m\u00e1s alta energ\u00eda cada a\u00f1o, lo que alcanzar\u00eda para acumular una buena estad\u00edstica a lo largo de 20 a\u00f1os de operaci\u00f3n.<\/p>

Los rayos c\u00f3smicos son detectados indirectamente en la superficie de la Tierra, observando cascadas de part\u00edculas secundarias que se producen en el aire. Cuando una part\u00edcula c\u00f3smica choca con una mol\u00e9cula del aire se produce una cascada de miles de millones de part\u00edculas que inciden sobre la superficie de la Tierra. Las caracter\u00edsticas de las cascadas es que permiten obtener informaci\u00f3n sobre la energ\u00eda, direcci\u00f3n y composici\u00f3n del rayo c\u00f3smico primario.<\/p>

El Observatorio Pierre Auger presenta un dise\u00f1o experimental h\u00edbrido, ya que combina dos t\u00e9cnicas distintas y complementarias: un sistema de telescopios de fluorescencia, que observan la luz producida por la cascada al atravesar la atm\u00f3sfera y un arreglo de detectores de superficie que registran la llegada de las part\u00edculas secundarias a nivel del suelo.<\/p><\/div><\/div>

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\u00bfCu\u00e1nta Energ\u00eda Es La Mayor Energ\u00eda?<\/strong><\/h3><\/div><\/div><\/div><\/div>

Se detectan rayos c\u00f3smicos en un rango de energ\u00edas sorprendentemente grande. Hablar de \u201crayos c\u00f3smicos de la mayor energ\u00eda\u201d sin agregar \u201chasta hoy detectados\u201d puede parecer un signo de vanidad de los f\u00edsicos contempor\u00e1neos, ya que el valor de la energ\u00eda m\u00e1s alta observada ciertamente ha ido en aumento con el tiempo desde que los rayos c\u00f3smicos fueron descubiertos en 1912, y bien podr\u00eda aumentar en el futuro. El nombre utilizado puede justificarse como una abreviaci\u00f3n, pero tambi\u00e9n refleja la sorpresa que representa detectar rayos c\u00f3smicos tan veloces y el misterio que rodea a las potenciales fuentes capaces de producirlos. En todo proceso f\u00edsico conocido, hay un l\u00edmite hasta el cual pueden acelerarse las part\u00edculas. Los rayos c\u00f3smicos hasta ahora no parecen darse por enterados. El actual \u201crecord\u201d es de 3,2\u00d71020<\/sup>\u00a0eV -electr\u00f3n voltio- que es aproximadamente la energ\u00eda que se transmite a una pelota de f\u00fatbol con una buena patada. Los sorprendente es que esta energ\u00eda esta concentrada en una sola part\u00edcula subat\u00f3mica (la pelota tiene m\u00e1s de 1026<\/sup>).<\/p><\/div><\/div>

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Un electr\u00f3n-voltio es la energ\u00eda que adquiere un electr\u00f3n cuando es acelerado por una diferencia de potencial de un voltio. Es una energ\u00eda t\u00edpica de fen\u00f3menos at\u00f3micos. Por ejemplo, 13,6 eV alcanzan para desprender al electr\u00f3n de un \u00e1tomo de Hidr\u00f3geno. Los fotones de luz emitidos cuando los electrones de un \u00e1tomo pasan de un nivel m\u00e1s excitado a otro inferior en un tubo fluorescente tienen una energ\u00eda de unos pocos eV. En cambio, los fotones de los rayos X tienen una energ\u00eda del orden de los 1000 eV (kilo electr\u00f3n-voltios, o keV), mientras que un rayo gamma, producto t\u00edpico de las desintegraciones nucleares, tiene energ\u00edas cercanas a los millones de eV (mega electr\u00f3n-voltios o MeV). El mayor acelerador de part\u00edculas elementales, el LHC ubicado en Ginebra, Suiza, es capaz de producir protones de 14 tera electr\u00f3n-voltios, o TeV (donde 1 TeV corresponde a un mill\u00f3n de millones de eV). Los rayos c\u00f3smicos m\u00e1s veloces tienen diez millones de veces m\u00e1s energ\u00eda..<\/p>

La teor\u00eda de la relatividad de Einstein permiti\u00f3 entender que la masa de una part\u00edcula puede trasformarse en otra forma de energ\u00eda, por ejemplo radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica, y viceversa, respetado la c\u00e9lebre f\u00f3rmula E=m.c2<\/sup>, donde c es la velocidad de la luz en el vac\u00edo (aproximadamente 300.000 kil\u00f3metros por segundo, la mayor velocidad posible). Por ejemplo, la masa de un prot\u00f3n en reposo equivale a una energ\u00eda de 109<\/sup>\u00a0eV (mil millones de electr\u00f3n-voltios). La energ\u00eda total de una part\u00edcula, debida tanto a su masa como a su movimiento, depende de la velocidad de la part\u00edcula. Si el rayo c\u00f3smico de mayor energ\u00eda que se ha observado es un prot\u00f3n, debe estar movi\u00e9ndose al 99,999999999999999999999% de la velocidad de la luz, o sea casi a la velocidad de la luz.<\/p><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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