Un detector de raios cósmicos galego na Antártida
Máis de cen anos despois do seu descubrimento polo físico austríaco Victor Hess en 1912 empregando un globo aerostático a 5.300 metros de alturas, séguese avanzando na comprensión da orixe e natureza dos raios cósmicos. Dada a súa incidencia sobre os sistemas de comunicacións e de posicionamento global, como o GPS e outros dispositivos electrónicos, tense convertido nun tema de grande actualidade. Así, un equipo do Instituto Galego de Física de Altas Enerxías (IGFAE) da USC desenvolveu un detector de raios cósmicos que acaba de ser instalado na base científica ‘Juan Carlos I’, situada na Illa Livingston da Antártida.
Despois do seu traslado no Buque de Investigacións Oceanográficas Hespérides, o equipo finalizou a posta en marcha de TRISTAN (TRasgo para InveSTigaciones ANtárticas) o pasado mes de decembro como parte do Observatorio Antártico de Raios Cósmicos (ORCA), onde recompilará datos ata a chegada do verán austral en marzo. Con eles, analizarase a actividade solar e estudarase o efecto do campo magnético terrestre sobre a propagación dos raios cósmicos.
Medicións dende o continente xeado
A expedición á Antártida comezou a principios de novembro do 2019 cando o investigador do IGFAE e profesor da USC, Juan A. Garzón, e o estudante de doutoramento, Damián García Castro, partiron a Cartaxena para a montaxe do detector TRISTAN a bordo do ‘Hespérides’. O profesor Garzón acompañou ao detector durante todo o traxecto con obxecto de supervisar o seu funcionamento. Ao longo do mesmo, TRISTAN tomou datos dunha rexión particularmente interesante onde o escudo magnético terrestre é lixeiramente máis débil e que aínda non foi estudada con detalle a nivel de superficie terrestre: a denominada Anomalía Magnética do Atlántico Sur.
Unha vez na Illa Livingston, despois de acondicionar a base ‘Juan Carlos I’ para o seu uso polo persoal investigador, o detector TRISTAN foi posto en funcionamento a última semana de decembro no observatorio ORCA, xunto con outros dous detectores desenvolvidos pola Universidade de Alcalá (UAH), centro coordinador do proxecto.
TRISTAN é un detector tipo TRASGO coa principal característica de identificar muóns e electróns, partículas secundarias orixinadas pola interacción dos raios cósmicos coa atmosfera terrestre, mediante un análise software. Tamén é capaz de determinar o tempo de chegada, cunha precisión superior ao nanosegundo ‒unha milmillonésima de segundo‒ e a dirección de incidencia de ata unhas 20 partículas producidas nunha mesma interacción; dese xeito poderíase acceder de forma indirecta a algunhas das propiedades, dirección e enerxía do raio cósmico primario.
Datos complementarios desde Santiago
No ano 2014, no laboratorio LabCAF da Facultade de Física da USC instalouse para a toma de datos outro detector tipo TRASGO, pero de maiores prestacións: TRAGALDABAS (Trasgo for the AnaLysis of the nuclear matter Decay, the Atmosphere, the earth B- Field And the Solar activity). “A análise conxunta dos datos tomados de forma simultánea por ambos os detectores, dada a súa capacidade direccional e a gran distancia entre eles ‒ao redor de 13.000 km‒ ofrece unha oportunidade única para mellorar significativamente os resultados que cada un dos detectores pode ofrecer por separado, en particular os relativos á posible detección temperá de tormentas magnéticas”, explica o investigador do IGFAE. As medicións con ambos dispositivos estudaranse xunto coas observacións de URAGAN ‒detector de muóns situado no Instituto MEPhI, en Moscova‒ para correlacionar todos os datos. No desenvolvemento de TRISTAN tamén colaboraron de forma moi activa o Laboratorio de Instrumentación e Física Experimental de Partículas (LIP) de Coimbra, onde foi construio o detector, e a empresa Hidronav Technologies, de Vigo, que redeseñou e mellorou parte da electrónica utilizada.
