El proyecto alpaca
The alpac project
Masato Takita
Institute for Cosmic Ray Research. University of Tokio
5-1-5 Kashiwanoha, Kashiwa. Chiba Prefecture - Japan
Buenas tardes, me llamo Masato Takita.
Antes que nada quiero agradecer a las autoridades por invitarme a esta "conferencia" y es un honor y placer hablar ahora sobre el nuevo experimento ALPACA cuya sigla significa Andes Large area Particle detector for Cosmic ray physics and Astronomy.
El proyecto ALPACA esta compuesto por 26 físicos, excluyendo estudiantes. Actualmente, consta de seis fısicos bolivianos y 20 fisicos japoneses.
Esta diapositiva muestra el descubrimiento de los rayos cosmicos por Viktor Hess en el año 1912. En la fotografía de la derecha, podemos observar a Viktor Hess, que esta subiéndose al globo aerostático.
Pero, que son los rayos cósmicos?
Los rayos cosmicos son partículas que vienen del espacio exterior, por ejemplo, nucleos de hidrógeno, helio, carbono, nitrogeno, oxígeno y hierro.
]]> En la fotografía superior podemos ver nuestra galaxia, y el centro de la galaxia esta donde está apuntando ahora. Nuestra Tierra esta ubicada en este lugar.El origen de los rayos cosmicos debería de estar en algun lugar de nuestra galaxia. El origen más probable de los rayos cosmicos es en las supernovas.
Pero no sabemos donde se ubica en este momento. Es muy difícil ubicar el origen de los rayos cosmicos. Este es el origen de los rayos cosmicos, en la explosion de una supernova y esa es nuestra Tierra.
Dado que los rayos cosmicos son partículas cargadas, debido a la presencia de los campos magneticos en la galaxia, su trayectoria es bastante erratica. Y la dirección original está representada por esta flecha amarilla Pero los rayos cosmicos pierden su direccion original, debido a los campos magneticos en nuestra galaxia.
Entonces, que podemos hacer?
Algunas veces los rayos cosmicos interactúan con la materia que rodea su origen, y producen rayos gama de alta energía. Como saben, los rayos gamma son partıculas de carga eléctrica neutra, por lo van directamente a la Tierra. Entonces es importante observar los rayos gamma para determinar el origen de los rayos cosmicos.
Entonces, el proposito principal de ALPACA será localizar el origen de los rayos cosmicos, que sigue siendo un misterio desde el descubrimiento de os rayos cosmicos en 1912, al detectar rayos gamma de mucha energía provenientes de su origen. Los rayos gamma son fotones de mucha energía, con mucha mas energía que los rayos X.
Por que en Bolivia?
Necesitamos una planicie de mucha altura, mayor a 4000 metros. Por que? Porque los rayos cósmicos se absorben en la atmosfera antes de alcanzar el nivel del mar. Otro motivo es que el centro de la galaxia se puede ver desde el hemisferio sur, en cambio, no se puede ver desde el hemisferio norte. Y por que estudiar el centro galactico? Porque es el mejor candidato para el origen de los rayos cosmicos.
Y el tercer motivo es que existe una larga tradicion de colaboracion entre Bolivia y Japón, desde 1962 en el campo de los rayos cosmicos, por ejemplo el experimento BASJE. Este sera el sitio experimental, ubicado en el cerro Estuquería; ese soy yo.
]]> Este es un bosquejo del experimento ALPACA, estos pequenos cuadrados negros representan los detectores de escintilador plastico de un metro cuadrado, y el area total de estos detectores de centelleo es de 83 mil metros cuadrados. Por debajo de los detectores de centelleo ubicaremos detectores de muones, bajo tierra. Este es un detector de agua, basado en el efecto Cerenkov, de la misma manera que el experimento Superkamiokande. El area total de los detectores bajo tierra sera de 5 400 metros cuadrados.Esta es una imagen del experimento ALPACA, que por supuesto no existe. En la imagen podemos ver el arreglo superficial de detectores de centelleo, y por debajo los detectores de muones.
La tecnica de detección de rayos cósmicos que utilizara el experimento ALPACA es muy simple. Cuando los rayos cosmicos bombardean nuestra atmosfera, producen un chubasco de partículas compuesto por muchas, muchas partículas. Este detector de centelleo es capaz de detectar tales partıculas. Cuando una partícula cargada golpea el detector, este detector produce una luz de centelleo; y el sensor de luz, similar a nuestro ojo, detecta la luz emitida por el centellador. Y seremos capaces de medir la energía del rayo cosmico y su dirección; utilizando este arreglo de detectores basados en el centelleo. Sin embargo existe un problema adicional, el que tenemos que separar rayos cosmicos de rayos gamma.
Bueno, como podríamos separar los rayos cosmicos de los rayos gamma? Esta separacion se puede realizar utilizando muones. No me pregunten que es un muon, solamente sepan que es una partícula elemental. En cada segundo, un muon los golpea a ustedes, particularmente en la palma de su mano. Los chubascos producidos por los rayos cosmicos contienen muones. Por otra parte, los chubascos inducidos por rayos gamma del espacio no contienen muones. Ahora entienden que por un lado los rayos cosmicos producen muchos muones, y por otro lado, los rayos gamma no producen muones. Este es el motivo por el que se colocaran detectores de muones bajo tierra. Nuestro experimento sera muy, muy sensible en la region de 100TeV. Esta será la cosa principal que dira en la última diapositiva: Gracias por escucharme, por favor apoyen el experimento ALPACA.
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