Carl David Anderson, investigando a los rayos cósmicos, descubrió al positrón (detectando con él a la antimateria) y al mesón.
Los rayos cósmicos son subpartículas (o partículas subatómicas) que provienen del espacio y tienen la particularidad de ser tan veloces como llenas de energía.
Intentar establecer el origen de la radiación cósmica y develar diversos misterios en torno a este tema ha llevado a los científicos a investigar desde hace muchas décadas cómo nacen, de qué modo están conformados y qué importancia tienen estos fenómenos, entre otros asuntos.
Hasta el momento se ha determinado, por ejemplo, que, en su mayoría, los rayos cósmicos que llegan a la capa superior de la atmósfera están constituidos por partículas de alta energía conocidas como alfa dado que se trata de núcleos ionizados por completo y por protones. En los demás, la estructura suele abarcar tanto partículas pesadas de esencia ionizada como electrones.
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ResumenHistoria de los rayos cósmicos
El descubrimiento de los rayos cósmicos ha sido resultado de inventos, pruebas y conclusiones que distintos físicos realizaron con el correr del tiempo.
Gracias a que Theodor Wulf creó en 1909 un instrumento bautizado como electrómetro, por ejemplo, se pudo establecer que en la base de la Torre Eiffel había un nivel mayor de radiación ionizante en comparación a la detectada en su punto más alto. Después, se desprende de los registros, Domenico Pacini halló que la tasa de ionización cambiaba si el análisis se efectuaba en el mar, a tres metros de profundidad bajo la superficie o sobre un lago. Su conclusión fue que cierto porcentaje de ionización responde a múltiples fuentes de radiactividad terrestre.
Apelando, globo aerostático mediante, a varios electrómetros (más precisos que los anteriores) posicionados a una altitud superior a los cinco mil metros, Víctor Hess advirtió que, respecto a la medición a ras del suelo, la tasa de ionización era, aproximadamente, cuatro veces superior en altura.
Para él existía una intensa radiación con gran poder para penetrar la atmósfera de la Tierra desde algún sitio externo. Fue su colega Werner Kolhörster el encargado de confirmar las consideraciones de Hess y, junto a Walter Bothe, llegó a demostrar que se trataba de partículas cargadas atravesando la atmósfera. Robert Andrews Millikan, por su parte, pudo probar la raíz extraterrestre de estas radiaciones y las identificó como rayos cósmicos.
En reconocimiento a sus investigaciones sobre rayos cósmicos, en 1910 se le concedió a Víctor Franz Hess un Premio Nobel de Física.
Detección y medición
Como al interactuar con la atmósfera los rayos cósmicos terminan desintegrándose, es posible detectarlos de modo indirecto sobre la superficie terrestre al tener en la mira a las cascadas de partículas. De querer encontrarlos en su medio original es indispensable una exploración en el espacio exterior.
No se puede dejar de resaltar, en este contexto, la existencia del Proyecto Pierre Auger. Se trata de un plan de carácter internacional gestado para avanzar en el conocimiento de nuestro universo y, simultáneamente, corroborar el origen y la variedad de cada rayo cósmico detectado. Como sede de esta cruzada científica se ha elegido al Observatorio Pierre Auger que se sitúa en la provincia argentina de Mendoza. Allí, además de una red de detectores operados a nivel de superficie, hay más de veinte telescopios de extrema sensibilidad reservados a la detección y observación de la luz ultravioleta que, aunque de manera tenue, es producida por las cascadas de rayos cósmicos que atraviesan el aire.
Recientemente, un grupo de científicos afincado en China hizo un anuncio clave para la astrofísica al informar sobre la detección de una inmensa burbuja ultraenergética de rayos gamma en cuyo interior se encontró un superacelerador de rayos cósmicos.
Características de los rayos cósmicos
A medida que se van acumulando datos y confirmando hallazgos se profundizan los saberes sobre los rayos cósmicos y se pueden identificar, de este modo, características o rasgos inherentes a ellos.
Ha trascendido, por ejemplo, que el sol llega a emitir rayos cósmicos en los lapsos en los cuales se produce alguna erupción solar, aunque esta radiación cósmica es de baja energía. También se cree que, en numerosos rayos cósmicos, su aceleración inicial se debe a fuertes explosiones protagonizadas por supernovas aunque, al menos por el momento, no hay certezas de una influencia significativa como desencadenantes. Sí ha ganado fuerza la sospecha de que una de las fuentes que origina estos tipos de rayos es la estrella binaria de rayos X pero todavía hay mucho trabajo por hacer y aprendizajes por incorporar al respecto.
Es interesante tener en cuenta, por otra parte, que los catalogados como rayos cósmicos primarios (dotados con una poderosa energía significativamente superior a la que los aceleradores de partículas le imprimen a las partículas subatómicas) están considerados como responsables de las ya mencionadas cascadas o lluvias de partículas subatómicas secundarias. La medición de los corpúsculos que conforman a estos particulares torrentes (algunos de los cuales consiguen superar con su impactante rapidez a la velocidad de la luz) suele realizarse con diferentes clases de detectores de partículas.
Meses atrás, gracias al funcionamiento del Telescope Array en Utah (Estados Unidos), se descubrió una partícula cósmica bautizada como Amaterasu, que es tan potente que quedó en segundo lugar (detrás del poderoso rayo cósmico Oh-My-God, de energía ultra-alta, detectado en 1991) en la lista de radiaciones cósmicas más fuertes.
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