Crédito: IceCube Team
A pesar de que los rayos cósmicos fueron descubiertos hace 100 años, su origen sigue siendo uno de los misterios más perdurables de la física. Ahora, el observatorio de neutrinos IceCube, un detector masivo ubicado en la Antártida, está perfeccionando nuestro conocimiento sobre la forma en que se producen los rayos cósmicos de mayor energía.
"Aunque no hemos descubierto de dónde provienen los rayos cósmicos, hemos dado un paso importante hacia descartar una de las predicciones más importantes", dijo Francis Halzen, investigador principal de IceCube y profesor de física en la Universidad de Wisconsin - Madison.
Los rayos cósmicos son partículas cargadas eléctricamente, como los protones, que chocan contra la Tierra desde todas las direcciones, con energías de hasta cien millones de veces superior a las creadas en los aceleradores fabricados por el hombre. Las extremadamente intensas condiciones necesarias para generar tales partículas energéticas han centrado el interés de los físicos en dos fuentes posibles: los agujeros negros masivos en los centros de galaxias activas, y las bolas de fuego en explosión observada por los astrónomos como estallidos de rayos gamma (GRBs).
IceCube está usando neutrinos, que se cree que acompañan la producción de rayos cósmicos, para explorar estas teorías. En un artículo publicado en la revista Nature, la colaboración IceCube describe la búsqueda de neutrinos emitidos a partir de 300 estallidos de rayos gamma observados, más recientemente, en coincidencia con los satélites SWIFT y Fermi, entre mayo de 2008 y abril de 2010. Sorprendentemente, no encontraron nada, un resultado que contradice 15 años de predicciones y desafía una de las dos teorías principales sobre el origen de los rayos cósmicos de mayor energía.
"El resultado de esta búsqueda de neutrinos es importante, porque por primera vez tenemos un instrumento con una sensibilidad suficiente para abrir una nueva ventana en la producción de rayos cósmicos y los procesos interiores de los GRBs", dijo el portavoz de IceCube y la Universidad de Maryland, el profesor de física Greg Sullivan. "La ausencia inesperada de los neutrinos de GRBs ha obligado a una re-evaluación de la teoría de la producción de los rayos cósmicos y los neutrinos en una bola de fuego de GRB y, posiblemente, la teoría de que los rayos cósmicos de alta energía se generan en bolas de fuego."
IceCube es un telescopio de neutrinos de alta energía ubicado en el Polo Sur geográfico en la Antártida, operado por una colaboración de 250 físicos e ingenieros procedentes de los EE.UU., Alemania, Suecia, Bélgica, Suiza, Japón, Canadá, Nueva Zelanda, Australia y Barbados. El observatorio de neutrinos IceCube se construyó bajo la National Science Foundation (NSF), con el Equipo de investigación principal y la subvención para la construcción de instalaciones, con la asistencia de los organismos de financiación asociadas en todo el mundo. La NSF continúa apoyando el proyecto con una subvención de Mantenimiento y Operaciones co-patrocinada por la División de Ciencias de la Antártida y la División de Física. La construcción se terminó en diciembre de 2010.
IceCube observa neutrinos mediante la detección de la débil luz azul producida en las interacciones de los mismos en el hielo. Los neutrinos son de naturaleza fantasmagórica, ellos pueden viajar fácilmente a través de las personas, de las paredes, o del planeta Tierra. Para compensar el carácter antisocial de los neutrinos y detectar sus raras interacciones, IceCube está construido a enorme escala. Un kilómetro cúbico de hielo de los glaciares, lo suficiente como para adaptar la gran pirámide de Giza 400 veces en él, es instrumentado con 5.160 sensores ópticos integrados hasta 2,5 kilómetros de profundidad en el hielo.
Las GRB, las explosiones más poderosas del universo, por lo general son observadas por primera vez por los satélites que utilizan los rayos X y/o gamma. Las GRB se detectan aproximadamente una vez por día, y son tan brillantes que pueden verse en medio camino a través del universo visible. Las explosiones suelen durar sólo unos segundos, y durante este breve período de tiempo pueden brillar más que ninguna otra cosa en el universo.
Una mejor comprensión teórica y la adquisición de más datos del detector IceCube ayudarán a los científicos a comprender mejor el misterio de la producción de los rayos cósmicos. IceCube está recopilando más datos con el detector finalizado, mejor calibrado y comprendido.
Fuente:
http://www.icecube.wisc.edu/news/view/52
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