Language
Country/Area
No result found
El misterio de los rayos cósmicos: ¿cómo viajan por el espacio?
En el vasto universo, innumerables partículas misteriosas pasan silenciosamente a través del espacio y llegan a la tierra. Estas partículas se llaman rayos cósmicos. Los rayos cósmicos son partículas o grupos de partículas de alta energía, en su mayoría compuestos por protones o núcleos atómicos, que se mueven casi a la velocidad de la luz. Sus fuentes se encuentran en todo el Sol, fuera de nuestra galaxia y en galaxias más allá. Entre ellas, cuando los rayos cósmicos inciden en la atmósfera terrestre, producen una serie de partículas secundarias. Algunas de estas partículas pueden llegar a la superficie, aunque la mayoría son desviadas por el campo magnético terrestre o la heliosfera antes de ingresar a la tierra.
El descubrimiento de los rayos cósmicos comenzó en 1912. Este logro se logró mediante un experimento con un globo realizado por Victor Hess, por el que ganó el Premio Nobel de Física en 1936.
La composición y propiedades de los rayos cósmicos
Aproximadamente el 99% de los rayos cósmicos primarios son núcleos desnudos, lo que significa que no tienen una capa de electrones. La composición de estos rayos cósmicos primarios está formada principalmente por protones (alrededor del 90%), partículas alfa de núcleos de helio (alrededor del 9%) y núcleos de otros elementos más pesados (alrededor del 1%). Después de chocar con la atmósfera, los rayos cósmicos pueden producir rápidamente grandes cantidades de partículas secundarias como gluones, muones y neutrinos. Especialmente en altitudes más bajas, el contenido de neutrones de los rayos cósmicos puede alcanzar entre el 40% y el 80%. Vale la pena señalar que los muones pueden penetrar la atmósfera directamente hasta el suelo, lo que hace que su efecto de ionización en la atmósfera terrestre sea una pista importante para que los científicos rastreen los rayos cósmicos.
La energía de los rayos cósmicos
El rango de energía de los rayos cósmicos es extremadamente amplio, y la energía de los rayos cósmicos de energía ultraalta más extremos puede alcanzar 3 × 10^20 eV, que es 210.000 veces mayor que la energía de las partículas aceleradas por el Gran Colisionador de Hadrones. Estos rayos cósmicos de alta energía provienen principalmente de núcleos galácticos activos y explosiones de supernovas, pero la distribución de energía de la mayoría de los rayos cósmicos ronda los 300 MeV. El mecanismo de formación de estas energías sigue siendo un tema candente en la investigación física actual.
Historia de los rayos cósmicos
La historia de los rayos cósmicos se remonta a principios del siglo XX, cuando Henry Beckere descubrió sustancias radiactivas. Con la medición de las tasas de ionización a diferentes altitudes, los científicos descubrieron gradualmente que la tasa de ionización en la atmósfera aumentaba con la altitud, lo que promovió el descubrimiento de Hess. En 1912, utilizó un globo para llevar un medidor de ionización mejorado para experimentos y descubrió que la intensidad de la radiación a gran altura era significativamente mayor que en la tierra. Este descubrimiento cambió por completo la comprensión que la gente tenía de los rayos cósmicos y sentó las bases para investigaciones posteriores.
Fuentes de rayos cósmicos
La causa de los rayos cósmicos sigue siendo uno de los focos de investigación de los científicos. Las primeras hipótesis incluían supernovas, núcleos galácticos activos, quásares y estallidos de rayos gamma como posibles fuentes. La comprensión de los científicos sobre estas fuentes ha mejorado significativamente en los últimos años. En 2013, una investigación demostró que las supernovas son una fuente importante de rayos cósmicos, y cada explosión produce rayos cósmicos equivalentes a 3 × 10^42 a 3 × 10^43 julios. Sin embargo, la verdadera proporción de fuentes aún debe explorarse y experimentarse más a fondo.
Tipos de rayos cósmicos
Según su origen, los rayos cósmicos se pueden dividir en dos categorías principales: rayos cósmicos galácticos y rayos cósmicos supergalácticos. La mayoría de los rayos cósmicos existen como rayos cósmicos primitivos, partículas que se originan principalmente a partir de diversos procesos astrofísicos. Después de interactuar con la atmósfera terrestre, se producen partículas secundarias como fotones, hadrones y leptones. Estas partículas secundarias sirven como ramas de los rayos cósmicos, enriqueciendo aún más la estructura de los rayos cósmicos.
¿Cómo avanza la investigación cosmológica nuestra comprensión de estas misteriosas partículas?
