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Entrevista: rayos cósmicos y el ‘efecto Cherenkov’

De la mano de los doctores en física Adriana Gulisano y Sergio Dasso, nos sumergimos en la meteorología espacial. Encontrá todas las respuestas a las preguntas más frecuentes sobre los rayos cósmicos, y conocé el 'efecto Cherenkov’ del que tanto hablan los astronautas.

Viento solar
Las partículas viajan por el Sistema Solar y logran llegar al tope de la atmósfera terrestre, interactúan con sus componentes dando lugar a una cascada de reacciones nucleares.

Meteored Argentina tuvo el gusto de conversar con la Dra. Gulisano y el Dr. Dasso, ambos profesionales en física, ellos responden a las inquietudes más frecuentes con la información más completa sobre su área de especialización: la "Meteorología Espacial".

La meteorología del espacio es la rama de la física que estudia las condiciones cambiantes del sistema Sol-Tierra como: el plasma solar, el flujo de la radiación, y diversas propiedades en la magnetósfera terrestre, la ionósfera y la termósfera de la Tierra.

Estas variaciones analizadas se originan principalmente en estructuras solares y/o interplanetarias. Es de vital importancia su estudio, porque pueden influir en el funcionamiento y la confiabilidad de los sistemas y servicios terrestres basados en modernas tecnologías y hasta poner en peligro la salud humana en el espacio (tanto de astronautas cómo de pasajeros y tripulación, en vuelos transpolares a gran altitud), explica la Dra. Gulisano

¿Qué son los rayos cósmicos?

Los rayos cósmicos (también llamados radiación cósmica), son partículas subatómicas energéticas procedentes del espacio exterior, cuya energía es muy elevada debido a su gran velocidad. Constantemente el Sol está emitiendo en todas direcciones partículas eléctricamente cargadas (principalmente protones y electrones), que se escapan del Sol y forman parte del llamado viento solar, está magnetizado y transporta campo magnético, nos explica el Dr. Dasso.

¿Los rayos cósmicos llegan a la Tierra?

Sí. Los rayos cósmicos que llegan a la Tierra provienen de fuentes tanto galácticas, como extragalácticas y solares. Cuando este viento de partículas viaja por el Sistema Solar y logra llegar al tope de la atmósfera terrestre, interactúa con sus componentes dando lugar a una cascada de reacciones nucleares, y a la formación de partículas subatómicas que al tener gran energía y tratarse de partículas relativistas ¡alcanzan la superficie terrestre! De hecho, estas pueden ser detectadas con instrumentos especiales, nos explican nuestros entrevistados.

Ahora que sabemos que estas partículas llegan a la superficie de la Tierra, por supuesto queremos saber si representan alguna amenaza para nuestro cuerpo, el ambiente, o las actividades de nuestra vida cotidiana.

¿Cómo nos afectan?

Esta radiación de partículas es ionizante, y dada su atenuación debido al campo geomagnético y la propia atmósfera, el nivel de radiación que logra llegar a nivel del suelo no presenta un peligro para la salud humana, explican Gulisano y Dasso.

Distinta es la situación de los astronautas en el espacio, que al no contar con la protección del campo geomagnético cercano ni de la atmósfera terrestre, deben colocarse en zonas especialmente protegidas en la Estación Espacial Internacional (rodeados de los tanques de agua por ejemplo, lo cual tiene gran poder de frenado de la radiación), para no sufrir graves daños durante un evento de meteorología del espacio.

Los astronautas hablan del “efecto Cherenkov “, ¿qué es?

Estas partículas subatómicas emiten luz en el espacio. Dados los altos niveles del flujo de rayos cósmicos en el espacio se produce el llamado “efecto Cherenkov” en ciertas partes del ojo, incluso cuando los astronautas tienen sus ojos cerrados pueden percibir algún nivel de luz, que es generada en el propio sistema óptico de la persona.

En la Tierra, es necesario contar con instrumental especial para la detección del flujo de partículas a nivel del suelo, ya que no son observables a simple vista. La última generación de detectores para la cascada hadrónica de partículas cargadas, es la de detectores por efecto Cherenkov. En estos se aprovecha que las partículas pueden ser superlumínicas en un medio (por ejemplo en el agua), y viajar a velocidades superiores a la de la luz en ese medio, al atravesar ese medio lo energiza, y al volver a su estado anterior el agua devuelve la energía recibida en forma de luz (efecto Cherenkov).

La radiación Cherenkov es un tipo de onda de choque que produce el brillo azulado característico de los reactores nucleares.

Esta luz puede ser colectada por un fotomultiplicador y una electrónica asociada para captar la misma y transformarla en un pulso observable en un osciloscopio, por ejemplo. Dado que la energía de la partícula es proporcional a la amplitud del pulso puede medirse el flujo de partículas según las diferentes energías.

Agradecemos al Dr. Dasso y a la Dra. Gulisano, que muy amablemente respondieron a nuestras preguntas; y los invitamos a todos ustedes a mantenerse atentos a un próximo informe/entrevista, en dónde los mismos profesionales nos contarán en primera persona qué actividades de investigación realizan actualmente dentro de la meteorología espacial, y cómo se trabaja en nuestro país estudiando los rayos cósmicos.