El análisis de datos de un mapeador de rayos y un pequeño detector de radiación de mano ha arrojado inesperadamente luz sobre cómo se vería un estallido de rayos gamma de un rayo, al observar neutrones generados en el suelo por lluvias de rayos cósmicos muy grandes.El trabajo se llevó a cabo en el Observatorio de Rayos Cósmicos de High Altitude Water Cherenkov HAWC en México.
"Este fue un descubrimiento accidental", dijo Greg Bowers, científico del Laboratorio Nacional de Los Alamos y autor principal del estudio publicado en Cartas de investigación geofísica . "Configuramos este sistema para estudiar los destellos de rayos gamma terrestres, o los estallidos de rayos gamma de los relámpagos, que suelen ser tan brillantes que se pueden ver desde el espacio. La idea era que el HAWC fuera sensible a los rayos gamma-rayos, por lo que instalamos un mapeador de rayos para capturar la anatomía del desarrollo del rayo y señalar los procesos que los producen ".
El equipo, que incluía a Xuan-Min Shao y Brenda Dingus también de Los Alamos, utilizó un pequeño detector de partículas de mano, esperando que un destello de rayos gamma terrestre generaría una señal clara de rayos gamma en el detector de partículas pequeñas.
"Nuestro sistema funcionó durante casi dos años y vimos muchos relámpagos", dijo Bowers. Pero durante esas tormentas, no observaron nada que se pareciera a destellos de rayos gamma terrestres. "Sin embargo, vimos grandesráfagas de tasa de conteo durante días despejados y con buen tiempo, lo que nos hizo rascarnos la cabeza "
Los datos de HAWC recopilados durante estos tiempos mostraron que, en todos los casos, la gran matriz que comprende HAWC había sido abrumada por lluvias de rayos cósmicos extremadamente grandes, tan grandes que los investigadores de Los Alamos no pudieron estimar su tamaño.
El colaborador de UC Santa Cruz, David Smith, descubrió que estos estallidos de buen tiempo habían sido previamente observados por científicos en Rusia, quienes los llamaron "estallidos de neutrones", y determinaron que eran el resultado de la producción de neutrones en el suelo alrededor del punto de impacto denúcleos de ducha de rayos cósmicos.
El trabajo anterior que simuló estos eventos solo había considerado hadrones, un tipo de partícula subatómica, en el núcleo de las lluvias. Además de los hadrones y otras partículas, los núcleos de lluvias de rayos cósmicos también contienen muchos rayos gamma.
Para este trabajo, William Blaine, también de Los Alamos, simuló grandes lluvias de rayos cósmicos e incluyó hadrones y rayos gamma. "Pudimos hacer coincidir nuestras observaciones con las simulaciones", dijo Bowers. "Descubrimos que ellos rayos gamma producen el mismo tipo de explosión de neutrones que los hadrones ".
Este estudio sugiere que cualquier fenómeno natural que produzca un rayo de rayos gamma apuntando hacia el suelo como los destellos de rayos gamma terrestres hacia abajo, podría producir una firma similar de "ráfaga de neutrones". Esto es significativo para el futuro de rayos gamma terrestres.esfuerzos de modelado de observación de flash de rayos.
"Nos dice que no puede simplemente modelar los rayos gamma que golpean su detector, también tendrá que considerar la explosión de neutrones que está sucediendo cerca", dijo Bowers.
El Observatorio HAWC comprende una serie de tanques llenos de agua en lo alto de los flancos del volcán Sierra Negra en Puebla, México, donde la atmósfera delgada ofrece mejores condiciones para observar los rayos gamma. Cuando los rayos gamma golpean las moléculas en la atmósfera, producen lluviasde partículas energéticas. Cuando algunas de esas partículas golpean el agua dentro de los tanques detectores HAWC, producen destellos de luz llamados radiación de Cherenkov. Al estudiar estos destellos de Cherenkov, los investigadores reconstruyen las fuentes de las lluvias para conocer las partículas que las causaron.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional de Los Alamos . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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