Una ducha cósmica de partículas pesadas ✎ exprés

Original: "HERO (High Energy Ray Observatory) optimization and current status"
arXiv:2306.13406 · 2023-06-23 · arXiv non-exclusive · análisis propio · 2 min
El observatorio espacial HERO capturará las partículas más energéticas del universo y explicará el misterioso quiebre en su espectro.

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Cada segundo, decenas de partículas del espacio atraviesan nuestro cuerpo. La mayoría son protones ligeros, pero también hay núcleos atómicos más pesados: carbono, oxígeno, hierro. Nacen en explosiones estelares y viajan hacia la Tierra durante millones de años. Su energía puede ser monstruosa: una sola partícula puede llevar tanta como una pelota de tenis en un saque.

Pero en este flujo de partículas hay un extraño quiebre. A una energía de unos 3 PeV (petaelectronvoltios, es decir, 3 millones de billones de electronvoltios), las partículas son notablemente menos de lo esperado. Nadie sabe exactamente por qué desde hace medio siglo. Quizás pierden energía en el camino, o su fuente funciona de otra manera.

Para averiguarlo, se construye el instrumento HERO. Es un calorímetro: un dispositivo que frena la partícula y mide cuánto calor libera. Cuanto más pesado es el calorímetro, más precisa es la medición. HERO tendrá una versión de hasta 70 toneladas, como diez elefantes. Volará al espacio no antes de 2029 y durante cinco años recopilará datos sobre todos los núcleos comunes en los rayos cósmicos. La precisión será de hasta el 3%, como si pesaras tu cuerpo con una exactitud de 30 gramos.

HERO no solo podrá medir el flujo total, sino también separar las partículas por tipo de núcleo, desde el protón hasta el hierro. Es como clasificar los bombones de una caja por su sabor sin desenvolver los envoltorios.

Si el quiebre en el espectro resulta igual para todos los núcleos, entonces el problema está en cómo viajan las partículas a través de la galaxia. Si es diferente, la culpa es de sus fuentes. La respuesta a esta pregunta indicará dónde nacen las partículas más energéticas del universo.

Una partícula con una energía de 3 PeV lleva tanta energía como un mosquito en vuelo, pero comprimida en un núcleo atómico que es un millón de veces más pequeño que el mosquito.

Científicos
Albert EinsteinHans BetheLise MeitnerMargaret BurbidgeBernhard RiemannJoseph Weber
Conceptos
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