Cómo el clima en la estratosfera altera los contadores de partículas en las profundidades de la Tierra exprés
En las profundidades de la Tierra, bajo una gruesa capa de granito, los detectores capturan a unos visitantes raros del espacio: los muones. Estas partículas nacen en lo alto de la atmósfera cuando los rayos cósmicos chocan contra los núcleos de los átomos del aire. Llegan hasta el laboratorio subterráneo gracias a su enorme velocidad, cercana a la velocidad de la luz. Pero el viaje no es fácil: en el camino, el muón pierde energía y puede desintegrarse antes de alcanzar el detector. Y aquí está lo sorprendente: las probabilidades de supervivencia del muón dependen de la temperatura del aire en la superficie.
Antes se explicaba de forma sencilla: si el aire se calienta, se expande, su densidad disminuye, y los muones nacen un poco más arriba, donde les resulta más fácil acelerarse. Pero en el experimento Daya Bay, en China, se observó una no linealidad: la gráfica no era una línea recta, sino que presentaba un quiebre. Los autores del nuevo trabajo comprendieron que los cálculos antiguos solo miraban la "cocina" donde se preparan los muones, olvidándose del "camino" a través de toda la atmósfera. Ellos tuvieron en cuenta que la temperatura cambia con la altitud y dedujeron ecuaciones más generales, donde cada capa de aire contribuye con su parte.
Para poner a prueba la idea, los científicos usaron el programa MCEq, que simula el nacimiento y el vuelo de las partículas en la atmósfera, y le introdujeron datos reales de temperatura de los globos meteorológicos. El resultado coincidió con lo esperado: la dependencia se volvió lineal, tal como predecía la teoría. Esto no es solo un ejercicio matemático: muchos observatorios de neutrinos, incluido IceCube en el Polo Sur, utilizan correcciones similares para separar la señal de las interferencias atmosféricas. El nuevo esquema de cálculo promete ser más preciso y, por tanto, ayudará a escuchar el susurro más tenue de las lejanas supernovas o de los agujeros negros.
El muón es un verdadero récord en capacidad de penetración: puede atravesar un kilómetro de roca antes de detenerse. Cada segundo, aproximadamente uno de estos "mensajeros celestiales" atraviesa la palma de tu mano.