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¿Qué son los rayos cósmicos?

¿Qué son los rayos cósmicos?

Cuando miramos al cielo vemos objetos brillantes: el sol, por supuesto,
planetas, estrellas, nebulosas ... Todo eso es luz, ondas electromagnéticas.
Con telescopios especializados podemos también podemos observar ondas
electromagnéticas que son invisibles al ojo humano, como las emisiones de luz
infrarroja o ultravioleta, ondas de radio y rayos-X.

Desde el principio del siglo veinte sabemos que a la Tierra no llegan sólo esas
ondas, sino que también es bombardeada por partículas
energéticas cargadas:
protones, iones, electrones que llegan a una velocidad
cercana a la de la luz. A estas partículas se las llaman rayos cósmicos, y nos
cuentan cosas sobre el universo que no podríamos conocer a partir únicamente de
la luz.

Los rayos cósmicos proporcionan una herramienta para explorar el universo, pero
también afectan directamente a la Tierra. Estudiamos esas partículas para
conocer sus orígenes, para usarlas como indicadoras de perturbaciones solares y
también para prevenir sus efectos sobre los seres humanos y nuestros medios
tecnológicos.

¿De dónde vienen los rayos cósmicos?

Los rayos cósmicos proceden de lugares del universo donde se producen
explosiones: restos de explosiones de estrellas ( href="?q=node/149">supernovas), galaxias activas
y también desde el Sol.

Los rayos cósmicos galácticos llegan continuamente, aunque su intensidad varía
en función de la actividad del sol. Las partículas que son aceleradas en el sol,
rayos cósmicos solares, son más esporádicas. Aparecen como eventos individuales
dentro del flujo normal procedente del universo remoto.

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¿Cómo podemos observarlos?

Los rayos cósmicos no alcanzan el suelo directamente, sino que chocan con los
átomos existentes en la parte alta de la
atmósfera
. Esta colisión genera muchas partículas secundarias: protones,
neutrones, muones y electrones. Suponiendo que la partícula original tuviera una
velocidad mínima de 200.000 km/s, dos tercios de la velocidad de la luz, una
gran cantidad de partículas atómicas, muones y otras partículas podrían
detectarse mediante contadores situados a nivel del suelo cerca de los polos
magnéticos.

El campo magnético de la Tierra es otro filtro,
aunque no tiene prácticamente efecto en los polos magnéticos de la Tierra. Pero
a medida que nos acercamos al ecuador, las partículas cargadas primarias deben
ser más y más rápidas para sean capaces de atravesar el campo magnético.
Contadores de partículas situados en diferentes partes de la Tierra miden, por
lo tanto, rayos cósmicos de distintas velocidades mínimas, dando una idea del
espectro de energía de los rayos cósmicos.

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¿Qué es un monitor de neutrones?

Para incrementar el número de partículas detectadas, los elementos contadores de
un monitor de neutrones están envueltos en plomo. Allí las partículas atómicas y
algunos pocos muones generan a su vez más neutrones. Los monitores de neutrones
cuentan estos neutrones, proporcionando así una estimación del flujo que los
originó en la parte alta de la atmósfera.

Los monitores de neutrones Los monitores de neutrones
se llevan utilizando desde la década de los cincuenta. A fecha de hoy siguen
estando a la cabeza de la instrumentación dedicada a la medición de rayos
cósmicos solares y de los rayos cósmicos menos energéticos procedentes de otras
partes del universo.


¿Por qué son interesantes los rayos
cósmicos?

Los rayos cósmicos son una formidable fuente de información sobre el violento
universo. Queremos saber cómo y por qué determinadas partículas cargadas son
aceleradas hasta alcanzar energías y velocidades tan altas.

Los rayos cósmicos pueden utilizarse para observar perturbaciones en el medio
interplanetario que podrían alcanzar a la Tierra. Muchos años de observaciones
nos han permitido constatar que la intensidad de los rayos cósmicos es href="?q=node/135#Sec3">modulada por el campo magnético de la heliosfera:
cuando el sol tiene muchas manchas, el campo magnético es muy fuerte en la
heliosfera, y esto reduce la intensidad de los rayos cósmicos galácticos que
llegan a la Tierra. Cuando no hay manchas, el escudo protector es más débil y
muchos más de estos rayos alcanzan la Tierra. También se producen variaciones
muy rápidas cuando hay erupciones solares que lanzan campos magnéticos a la
heliosfera.

Más aún, los rayos cósmicos tienen repercusiones en la
Tierra. Afectan a la atmósfera de la Tierra produciendo partículas secundarias
al colisionar con los átomos de las partes altas de la misma, ionizándolos. Las
partículas rápidas son una fuente de radiación, como por ejemplo de rayos X.
Aunque al parecer estos tienen un efecto muy bajo a nivel del suelo, las
tripulaciones de aviones civiles están menos protegidas por la atmósfera. Es
necesario por tanto supervisar y controlar estas condiciones. Los monitores de
neutrones proporcionan los datos básicos para llevar a cabo dicho control.



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