Físicos Brasileños Ingresan al "LHC del Espacio
Hola lector!
A continuación se muestra un artículo publicado hoy (03/09)
em website en español de la "Agencia FAPESP”, señalando que Físicos Brasileños ingresan al
"LHC del Espacio".
Duda Falcão
Artículos
Físicos
Brasileños Ingresan al "LHC del Espacio"
Por Elton
Alisson
03 de septiembre de 2015
(imágenes: AMS-02)
El detector de partículas AMS-02 exhibe un desempeño
comparable al de los detectores del Gran Colisionador
de Hadrones (LHC).
|
Agência
FAPESP – En la
Estación Espacial Internacional (ISS, por sus siglas en inglés) hay un detector
de partículas denominado Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02) que se encuentra
en operación desde hace cuatro años, cuyo desempeño es comparable con el de los
detectores del Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) de
la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), con sede en
Suiza. Por ese motivo es que puede decirse que el AMS-02 es “el LHC del
espacio”.
El Instituto
de Física de São Carlos (IFSC), dependiente de la Universidad de São Paulo
(USP), en Brasil, pasó recientemente a formar parte de la colaboración
internacional –compuesta por más de 600 físicos vinculados a 56 instituciones
de investigación científica de 16 países – que proyectó, construyó y opera el
AMS-02.
La inserción
del IFSC como la primera institución de América del Sur que toma parte en el
proyecto internacional se hizo efectiva a través del proyecto intitulado “Búsqueda indirecta de materia
oscura con el detector AMS-02”, que cuenta con el
apoyo de la FAPESP en el marco del Programa Jóvenes Investigadores en Centros Emergentes.
La propuesta
de colaboración entre investigadores del IFSC con sus pares del Laboratorie
d’Annecy-Le-Vieux de Physique des Particules, del Centre National de la
Recherche Scientifique (CNRS), en Francia, para participar en el proyecto
AMS-02, también fue una de las seleccionadas en la segunda convocatoria
del Programa São Paulo Researchers in International
Colaboration (SPRINT), de la FAPESP.
“Nuestro grupo
de investigación en enfocará en la búsqueda de materia oscura mediante la
medición de rayos cósmicos detectados por el AMS-02”, declaró Manuela Vecchi,
docente del IFSC-USP y coordinadora del proyecto, a Agência FAPESP.
El AMS-02 fue
proyectado para medir las propiedades de los rayos cósmicos –partículas
energéticas que se desplazan a velocidades cercanas a la de la luz, tales como
protones, electrones, positrones (las antipartículas de los electrones) y
antiprotones (las antipartículas de los protones)–, con el objetivo de ayudar a
comprender mejor cómo se formó el Universo.
La medición
con gran precisión de la composición y de los flujos de esos rayos cósmicos
podrá ayudar a detectar, por ejemplo, si existen restos de antimateria
primordial en nuestra galaxia, que tendrían que haber existido para que
ocurriese el Bing Bang y se formase el Universo, hace casi 14 mil millones de
años.
“Sabemos que,
al principio, el Universo estaba constituido probablemente por materia y
antimateria en iguales proporciones. Pero la parte del Universo explorada hasta
ahora muestra que está constituido fundamentalmente por materia”, explicó
Vecchi.
Las partículas
de antimateria hasta ahora detectadas –positrones y antiprotones– son
producidas junto con otras partículas de materia en algunos procesos
astrofísicos, afirmó la investigadora.
Al estudiar la
composición y el flujo de rayos cósmicos por medio del AMS-02, será posible
detectar potenciales fuentes exclusivas de antimateria, que pueden ser
antiestrellas o antigalaxias, ejemplificó.
“Hasta ahora
todavía no se ha encontrado ninguna fuente exclusiva de antimateria en el
Universo”, afirmó Vecchi.
En tanto, la
medición de la composición y el flujo de antimateria –positrones y
antiprotones– permite estudiar la presencia en la galaxia de materia oscura
–que compone el 25% del Universo y tiene ese nombre debido a que no emite ni
absorbe radiación electromagnética–, apuntó la investigadora.
“Las
mediciones realizadas hasta ahora con el AMS-02 y con otros detectores que
entraron en operación en los últimos años apuntan que hay más positrones
observados en nuestra galaxia que lo esperable en procesos astrofísicos
convencionales”, dijo Vecchi.
“Esto
significa que, probablemente, aparte de los procesos astrofísicos
convencionales, los positrones también son producidos por otras fuentes en
nuestra galaxia; pero aún no sabemos cuáles”, ponderó.
Una de las
hipótesis indica que en el espacio existen zonas con una gran densidad de
partículas de materia oscura que se chocan y se anulan, situadas cerca del
Sistema Solar.
Los modelos
teóricos prevén que durante ese proceso de aniquilación de la materia oscura se
produce un flujo significativo de positrones y antiprotones, y que ese flujo de
partículas de antimateria podría detectarse, toda vez que posee un espectro de
energía muy distinto al flujo de las partículas producidas en fuentes
astrofísicas, explicó la investigadora.
“Uno de los
objetivos de la colaboración del AMS-02 es entender el origen de los positrones
y de los antiprotones e intentar detectar si esas partículas se producen
realmente en fuentes astrofísicas o si son producto de la aniquilación de la
materia oscura”, afirmó.
Instalación
en el Espacio
Según la
investigadora, el proyecto de construcción del AMS-02 se puso en marcha hace
más de 15 años.
Antes de su
envío al espacio, el detector fue puesto a prueba en el haz de test del CERN,
que aparte de utilizarse para el LHC, también se emplea para calibrar las
respuestas de diferentes detectores de partículas.
Tras la
realización de la pruebas, el detector fue enviado a Estados Unidos, a la
agencia espacial norteamericana –la Nasa–, y luego a la Estación Espacial
Internacional, a comienzos de 2011, en el trasbordador espacial Endeavor.
“El AMS-02 es
el primero y el único detector de partículas en operación en la Estación
Espacial Internacional”, afirmó Vecchi.
“La mayoría de
los proyectos realizados actualmente en la Estación se enfoca en el desarrollo
biológico, tal es el caso de la evaluación de diferentes formas de vida en
condiciones de microgravedad, por ejemplo. A los propios astronautas que
trabajan allí se los considera experimentos vivos”, comentó.
Los datos se
recaban a un ritmo aproximado de 700 veces por segundo, se los procesa en
computadoras ubicadas a bordo de la Estación Espacial Internacional y se los
envía a través de satélites de la Nasa al centro de control del experimento,
ubicado en el CERN.
“El centro de
control del experimento, que controla el AMS-02 en forma remota, funciona las
24 horas y todos los días del año, pues el detector capta y transfiere
ininterrumpidamente datos a la Tierra”, dijo Vecchi.
De acuerdo con
a investigadora, la razón de enviar o detector al espacio consistió en hacer
posible la medición de rayos cósmicos antes de que las partículas interactúen
con la atmosfera.
De este modo,
es posible tener acceso a la composición de los rayos cósmicos y estudiar la
antimateria, toda vez que el campo magnético producido por el detector permite
distinguir cargas positivas y negativas.
“El AMS-02
puede identificar protones, núcleos de helio, electrones, positrones,
antiprotones y núcleos más pesados en los rayos cósmicos”, afirmó.
Ya existen
observatorios de rayos cósmicos terrestres; tal es es el caso del Pierre Auger,
que es el mayor observatorio de rayos cósmicos del mundo en actividad,
instalado en Malargüe, en la provincia de Mendoza, Argentina, a 1.100
kilómetros de Buenos Aires (sepa más sobre el Observatorio
Pierre Auger en http://agencia.fapesp.br/20964).
Pero los
detectores del Pierre Auger detectan partículas secundarias, que se produjeron
debido a la interacción de los rayos cósmicos con la atmósfera, portadoras de
energías mayores que las detectadas por el AMS-02, de cien trillones de
electronvoltios (eV) (1020).
“Los objetivos
científicos del AMS-02 y del Observatorio Pierre Auger son distintos y a la vez
complementarios”, evaluó Vecchi.
“Presumimos
que los rayos cósmicos detectados por el AMS-02 son probablemente de origen
galáctico. Pero, para estudiar rayos cósmicos producidos en fuentes que se
encuentran fuera de nuestra galaxia, con energías mayores, necesitamos
detectores mayores, emplazados en la Tierra, como los del Observatorio Pierre
Auger”, comparó.
La
investigadora italiana integra la colaboración AMS-02 desde 2011, cuando
realizaba un posdoctorado en el CERN, en Suiza.
Fuente: Sitio web de la Agencia FAPESP
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