En una "charla" anterior, hablando en general
sobre el Observatorio Auger, les conté que
existen dos técnicas diferentes para detectar
los rayos cósmicos de más alta energía. Una
de ellas, en particular aquella en la que yo
trabajo, es la de medir la luz de fluorescencia
producida en la atmósfera cuando un rayo cósmico
ingresa en ella.
Cuando un rayo cósmico interactúa con un núcleo
atómico de alguno de los componentes de la
atmósfera terrestre, se genera una cascada de
partículas secundarias. Es decir que la energía
del rayo cósmico primario se utiliza para
producir nuevas partículas, que a su vez repiten
este proceso hasta que toda la energía disponible
ha sido utilizada. Parte de la energía presente
en la cascada es cedida a las moléculas de
nitrógeno, que es abundante en la atmósfera terrestre.
Como cualquier sistema cuántico, la molécula
tenderá siempre a volver a su estado fundamental.
de energía. Cuando esto sucede se emite un fotón,
cuya energía es igual a la diferencia de energía
entre los niveles. Es decir, el exceso de energía
es liberado en forma de luz.Conociendo los niveles
posibles de energía del sistema es posible saber
cual será la energía de los fotones emitidos
(que es equivalente a conocer su longitud de onda
o "color"). En el caso que nos ocupa, los fotones
emitidos se encuentran en el rango ultravioleta
del espectro.
La cascada dejará entonces una traza a medida que
avance a través de la atmósfera. Si se detecta
esta traza, puede obtenerse información acerca
de la dirección y energía del rayo cósmico que
la produjo. Cuanto más energético sea el primario,
mayor número de partículas se producirán en la
cascada y, por lo tanto, mayor número de fotones.
Es decir, la cantidad total de luz colectada por
un detector de fluorescencia es proporcional
a la energía del rayo cósmico. La información
sobre la dirección de avance del primario (en
realidad de la cascada) se obtiene utilizando
un gran número de detectores de luz muy sensibles
(fotomultiplicadores). Combinando las señales
de todos los fotomultiplicadores, se obtiene
una imagen de la cascada. El tiempo relativo
entre las señales y su intensidad se utiliza
para reconstruir la trayectoria. La profundidad
en la atmósfera a la cual se produce el máximo
desarrollo de la cascada está relacionado con
el tipo de rayo cósmico primario.
La luz producida por la cascada es extremadamente tenue,
por lo que se concentra utilizando espejos. Un filtro
permite eliminar la mayor parte de la luz que no
nos interesa y que afectaría a la calidad de las
mediciones. Sólo es posible realizar mediciones
en noches sin luna y con poca nubosidad. En realidad
el tiempo de medición se optimiza utilizando
muchos detectores, de manera que siempre haya
alguno que no tenga a la luna en su campo de
visión.
La respuesta de los fotomultiplicadores a la luz
que llega de la cascada se calibra utilizando fuentes 
de luz de intensidad conocida. De este modo se puede
saber cual es la relación entre la cantidad de luz
y la señal de cada fotomultiplicador. También es
muy importante conocer si la respuesta de todos
los fotomultiplicadores es igual y compensarla
en caso de que no sea así.
El estudio de la cantidad de luz que es dispersada
en la atmósfera es tambien vital. Una cascada de
una cierta energía puede aparecer como más débil
debido a la luz que se pierde en el camino hasta
el detector. De la misma manera, una cascada de
menor energía puede parecer más energética por
el sólo hecho de estar más cerca del detector.
Varios métodos se utilizan para medir la calidad
de la atmósfera, como el LIDAR que se aprecia en la fotografia.. Es
evidente que el lugar elegido para instalar este tipo de detectores
debe tener un cielo limpio de polución.
La reconstrucción de la posición y dirección
de la cascada debe hacerse cuidadosamente, dado
que un error en los parámetros puede llevar a
un cálculo errado en la energía del primario.
Los telescopios se instalan dentro de edificios
construidos especialmente. Cada edificio contiene
seis, que están dispuestos para cubrir un angulo
total de 180 grados.
Existen muchos detalles para discutir sobre este
tipo de detectores, pero creo que los voy a dejar
para otra vez. Espero que se haya entendido lo
básico. Hasta pronto
Hola Julio,
te mando este mensaje para darte las gracias por la continuidad, por los comentarios y por el espiritu en tus participaciones.
Ya ves, tambien tus compañeros leemos el QD. Es bueno "ver" a alguien de Argentina contando historias que todos sentimos como propias.
hasta luego
Posted by: Beatriz | May 16, 2005 at 12:58 PM
Es interesante encontrar las peripecias vitales y profesionales de un científico actual, que además parece una persona con calor humano. Te felicito por tu diario y espero que sigas así. Sin embargo, siento una curiosidad que deseo preguntarte. En tus escritos mencionas que en EEUU todavía no saben dónde instalarán el observatorio, luego tampoco habrán empezado a construirlo. ¿Es así? Entonces, ¿cúando se acabará completamente el observatorio argentino, y después, el de EEUU? ¿Y por qué se retrasa tanto el americano?
Posted by: Paco | May 25, 2005 at 11:45 AM
Hola Julio, el proximo fin de semana te envio la primera parte de mi articulo, estoy tratando de ser breve y que el texto sea ameno. No tengo talento literario por eso necesito una semana para preparar nota.
Yo tambien tengo un blog pero no escribo notas, solo hago sindicacion de articulos sobre Biomimetica.
http://biomimetica.blogspot.com/
Aunque todo esta en ingles, mi blog es bastante popular estoy en el puesto 13 en bitacoras.com
http://www.bitacoras.com/usuarios/top_consultas.php
Estoy empezando preparar algunas notas sobre biomimetica pero como te comente la falta de talento literario hace que avance a paso de tortuga.
Posted by: Luis Gustavo Lira | June 04, 2005 at 06:24 PM
Hola Paco,
Efectivamente, el observatorio del norte todavía
no se comenzo a construir. El del sur estará terminado
de aqui a 2 años, estimativamente. Hay algunos factores
externos que siempre demoran los planes...
Saludos
Posted by: Julio | June 07, 2005 at 03:40 PM
Hola Luis,
Espero tu artículo. Me acabo de dar cuanta que hace un mes que
no publico nada...así que me vendría bien tu contribución ;-)
Saludos
Posted by: Julio | June 07, 2005 at 03:41 PM
Julio, ya termine el articulo, espero que halla quedado bien, editalo si es necesario, te lo estoy enviando por email hoy.
Posted by: Luis Gustavo Lira | June 10, 2005 at 06:32 PM
me parese fabuloso tu reportaje, ahora estoy iniciando una investigasion sobre el rayo de catatumbo a causa de que no he encontrado informacion sobre ella en muchas partes, quiero conocer exactamente su forma de producirse y como la`podemos emplear
Posted by: ali | June 26, 2005 at 11:54 AM
Estimado Dr. Hace algún tiempo ya, que me atreví a solicitarle me diera una información relacionada con la fluorescencia y particularmente un detallado análisis del efecto cerencov. Le solicito eso porque como ex investigador de R.C. de Chacaltaya, en La Paz, Bolivia, donde me inicie en el campo, bajo la influencia de varioa físicos latinos(C. Lattes, U: Camerini,I.Escobar, y el entusiasmo que me despertó el Dr. J. Roederer, argentino,..)y sinceramente no sé ,y le pido disculpas por adelantado de mi ignorancia, pero prefiero pasar unos minutos como tal que permanecer en ésa tiniebla por siempre y no saber la respuesta a la inquietud que siempre tuve. Además cómo obtienen el límite del efecto ZG. Su luz me dará mejor entendimiento para poder comunicar a mis colegas con mejor base. Y los felicito por la publicación QD, y a uds . los argentinos que están dando la talla, no obstante las circunstancias que están viviendo, pero adelante, como decimos aaqui en Venezuela, atrás ni para tomar impulso....
Gracias por su atención, siempre que su tiempo le permita, por supuesto.
Atentamente
Eduardo Maldonado
Posted by: Eduardo Maldonado | October 17, 2005 at 07:43 AM
me gustò mucho la informaciòn, y espero seguir viendo pensamientos asì
Posted by: martin alvarez | October 18, 2005 at 03:50 PM