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Estudiante: Nefer Giovanni García Gómez, G1N15 | Docente: Jaime Villalobos | Fundamentos de Física Moderna – Universidad Nacional de Colombia – Sede Bogotá ¿Cómo las detectamos? ¿Qué es la Radiación Cherenkov? La “Radiación Cherenkov” es la luz emitida por un medio transparente cuando partículas cargadas lo cruzan a una velocidad mayor a la de la luz en ese medio. Imagen: Pavel Alekseyevich Cherenkov Pierre Auger Ubicación El Observatorio Pierre Auger está emplazado en el hemisferio sur, en los departamentos de Malargüe y San Rafael, provincia de Mendoza, República Argentina. El Observatorio consiste en un arreglo de 1600 detectores de superficie, distanciados a 1,5 km entre sí y cubriendo una superficie total de 3000 km 2. Éstos se complementan con un conjunto de 24 telescopios de fluorescencia de alta sensibilidad, que en las noches despejadas y sin luna observan la atmósfera para detectar la tenue luz ultravioleta que producen las cascadas de rayos cósmicos al atravesar el aire. Alrededor de 500 científicos de casi 100 instituciones de 18 países participan en este desafío científico. Los países participantes son: Alemania, Argentina, Australia, Brasil, Croacia, Eslovenia, España, Estados Unidos, Francia, Italia, México, Países Bajos, Polonia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Rumania y Vietnam. Estas partículas sub atómicas poseen energías cercanas a los eV, apenas caen unas dos o tres por kilómetro cuadrado cada siglo, ¿Increíble no?, pero esto hace que su investigación sea muy exhaustiva, pero actualmente existen dos formas: Rayos Cósmicos ¿Qué son los rayos cósmicos? Los rayos cósmicos son párticulas muy pequeñas que provienen del espacio e impactan en la tierra constantemente en diferentes direcciones, estas partículas son sub-atómicas, viajan a velocidades cercanas a la luz e incluso algunas ultra-energéticas tienen mas energía que cualquier partícula producida en el acelerador mas potente. Su origen Las especulaciones sobre su origen son diversas, una de ellas es que los científicos actualmente creen que los rayos cósmicos de alta energía que percibimos en la tierra provienen de distancias lejanas a nuestra galaxia, pero, no tan lejanas como para que el efecto GZK (efecto gravitatorio en rayos cósmicos, The Greisen–Zatsepin–Kuzmin limit ) los frene. Otra especulación es que los rayos cósmicos de baja energía que llegan a la tierra provienen de nuestra propia galaxia, actualmente se investigan las fuentes de estos rayos, pero es difícil determinar exactamente su origen debido al efecto que tiene la gravedad sobre estos y a la alteración de su dirección por esta última, pero se sabe con certeza que poseen una energía bastante alta como para que vengan de cuerpos celestes pequeños, la hipótesis mas fuerte es que son producto del decaimiento de hipotéticas partículas de gigantescas densidades cuando el universo era joven, denso y caliente (Big Bang). Aún se realizan investigaciones sobre los verdaderos orígenes, simplemente se necesitan mas datos, para ver si realmente son conjeturas o quizás si alguna de las anteriores resultan ser ciertas. Imagen: Ivan Torrent - Supernova ( Epic Choral Uplifting) La primera seria (como bien se mencionó) construir un detector de mas o menos 1 kilómetro cuadrado y esperar a que cada siglo caiga una o dos partículas en el. Bastante paciencia, ¿verdad?. La segunda, es construir un detector suficientemente mas grande y que abarque mucha mas área para detectarlas en menor tiempo. Los experimentos actuales han permitido detectar partículas de eV, estos se detectaron en áreas de pocos mas de 100 kilómetros cuadrados. En el 91 dos célebres científicos el Nobel: Dr. James Watson y el Dr. Alan Watson, concibieron la idea de construir un inmenso laboratorio para detectarlas, que abarcara una superficie de mas de 3mil kilómetros cuadrados, esto permitiría recolectar una buena cantidad de rayos durante mas de 20 años. El observatorio Pierre Auger actualmente son dos laboratorios en uno, en este diseño “híbrido” combina dos técnicas: un sistema de telescopios de fluorescencia, que permiten ver la luz producida por la cascada de la partícula al atravesar la atmosfera, y el otro es un sistema de detectores de superficie que registran eso. Físico de origen Francés. Se lo puede considerar como descubridor de las gigantescas lluvias de partículas generadas por la interacción de los rayos cósmicos de ultra- alta-energía con la atmósfera de la Tierra. Descubierta por Cherenkov en 1934, mientras estudiaba los efectos de los rayos gamma en los líquidos y explicado en el 37 por I. E. Tamm y I. M. Frank, la luz se emite solamente en direcciones con inclinaciones en ciertos ángulos respecto de la dirección del movimiento de la partícula y de su momento (energía). Entonces, simplemente midiendo el ángulo entre la radiación (luz) y la trayectoria de la partícula, se puede determinar la velocidad de la misma. El efecto se utiliza en el contador Cherenkov, un dispositivo para detectar partículas muy rápidas y determinar su velocidad o para distinguir entre partículas con diferentes velocidades. Algunas fechas y hechos relevantes en su vida y su trabajo (tomados de una nota biográfica escrita por el mismo en 1971): : Retoma sus actividades in la Física de Rayos Cósmicos con un cambio de la Física Nuclear a la Astrofísica. Crea y dirige el CNES (National Center for Space Physics)(Centro Nacional para la Física del Espacio) que aún existe y otros organismos similares (COPERS, CERS-ESRO). Referencias: Información extraída de: página oficial del Observatorio Pierre Augerhttp://visitantes.auger.org.ar/ Imágenes: Esta información se utiliza con medios meramente académicos, la información y las respectivas imágenes corresponden al Observatorio Pierre Auger.