Dos ecos de una misma partícula: cómo un telescopio escuchará lluvias raras ✎

Imagina que una partícula diminuta, un protón o un núcleo de helio, entra en la atmósfera. Golpea las moléculas de aire y hacia abajo cae todo un torrente de partículas, como las salpicaduras de una piedra lanzada al agua. Normalmente esas salpicaduras van juntas. Pero a veces una de ellas recibe un empujón especialmente fuerte y se adelanta mucho. Entonces el torrente se divide en dos: en lugar de un grupo, hay dos.

Hasta ahora, estas lluvias dobles solo se habían visto en simulaciones por computadora. Los instrumentos reales no podían detectarlas porque son muy raras. El nuevo radiotelescopio SKA-Low es un enorme campo con miles de antenas que escuchan las ondas de radio de la atmósfera. Es tan sensible que puede captar la señal de los dos grupos a la vez. Las ondas de ellos se suman y en algunas frecuencias se cancelan. Aparecen caídas en el espectro, como si dos ecos llegaran con una diferencia de fracciones de segundo.

Los científicos construyeron un modelo sencillo: representaron cada grupo como una fuente independiente de ondas de radio. Eso bastó para calcular, a partir de las caídas, a qué altura estaban ambos grupos. Luego probaron el método con eventos simulados y lograron una precisión de decenas de gramos por centímetro cuadrado. Es como medir el grosor de una hoja de papel con una regla.

Ahora, cuando el telescopio SKA-Low funcione a plena capacidad, podrá captar estas lluvias dobles. Por la distancia entre los grupos se podrá deducir de qué estaba hecha la partícula original. Esto es importante porque los rayos cósmicos siguen siendo un misterio: no sabemos con certeza de dónde vienen ni de qué están hechos. Las lluvias dobles darán una nueva pista.