En 1912, Víctor Hess, un joven científico de la Universidad de Graz, intentaba averiguar de dónde provenían ciertas partículas atómicas que causaban la ionización del aire, y se encontró con una nueva y desconocida fuente de radiación de origen extraterrestre a la que llamó "radiación de altura", hoy conocida como rayos cósmicos
Los rayos cósmicos son en su mayor parte protones energéticos. (Foto: Archivo El Universal ) Hoy día, cien años después del descubrimiento de los rayos cósmicos, aún se tienen muchas preguntas.
El observatorio de rayos cósmicos Pierre Auger, un proyecto internacional ubicado en Argentina, sostiene en su sitio web que aún es un misterio el origen exacto de los rayos cósmicos de más alta energía, aunque algunas hipótesis plantean que provienen de las explosiones de supernovas, de galaxias en colisión o de agujeros negros que están "tragando" materia.
La importancia de determinar su origen radica en comprender cuáles son las fuentes astrofísicas más energéticas del universo y entender los mecanismos de aceleración de estas partículas. Incluso, podrían contener información sobre la evolución y posiblemente sobre el origen del universo.
En 1912, Víctor Hess, un joven científico de la Universidad de Graz, intentaba averiguar de dónde provenían ciertas partículas atómicas que causaban la formación de átomos o moléculas cargadas eléctricamente (conocidas como iones) en la atmósfera, es decir, estudiaba la causa de ionización del aire.
Para cuando Hess realizaba su investigación, ya se había descubierto la radiactividad natural. En ese entonces se pensaba que la principal fuente de la ionización del aire era la radiación alfa α, la beta b, y la gamma γ, mismas que se creía provenían de sustancias radiactivas en el suelo.
Lo que Víctor Hess intentaba estudiar era cómo cambiaban las radiaciones gamma cuando se alejaban de la fuente que las originaba, es decir, del suelo. Para ello, diseñó un experimento a bordo de un globo aerostático: el físico subiría a bordo del globo con un equipo para medir la ionización a diferentes alturas. Lo que se esperaba era que, mientras más se distanciara el globo del suelo, considerada entonces la fuente de radiación gamma, menor sería la ionización del aire.
Sin embargo, los resultados del experimento indicaron que cuando el globo se encontraba aproximadamente a un kilómetro de altura, la tasa de ionización se mantenía sin cambios, pero cuando la altura era mayor, entre 4 y 5 kilómetros de la superficie terrestre, la tasa de ionización aumentaba varias veces.
Víctor Hess llegó a la conclusión de que había una nueva y desconocida fuente de radiación de origen extraterrestre y la llamó "radiación de altura". En 1926, el científico norteamericano Robert Millikan los llamó "rayos cósmicos".
Muchos físicos de su tiempo se mostraron escépticos de las conclusiones de Hess e intentaron probar que las radiaciones que él había descubierto tenían su origen en el suelo. Sin embargo, el científico austriaco tenía razón: esos rayos provienen del espacio. En 1936, se le otorgó el Premio Nobel de Física por el descubrimiento de los rayos cósmicos.
Los rayos cósmicos, hoy
Jorge Pérez y Peraza, investigador del Departamento de Ciencias Espaciales del Instituto de Geofísica de la UNAM, relató en entrevista que después del descubrimiento de los rayos cósmicos y del reconocimiento de su hallazgo con el premio Nobel, en la década de los 40 y 50, se hicieron mediciones directas de los rayos cósmicos y se descubrió que sólo un mínimo de ellos son propiamente "rayos": los rayos gamma. El resto son partículas muy energéticas.
Los rayos cósmicos son en su mayor parte protones energéticos. Aproximadamente el 10% son núcleos de helio; el 1% proviene de núcleos de elementos más pesados; otro 1% son electrones de alta energía, y sólo alrededor del 1% de los rayos cósmicos son rayos gamma. Sin embargo, el apelativo de "rayos cósmicos" en vez de partículas cósmicas se sigue utilizando hasta ahora.
Señaló que recientemente se han encontrado otras partículas elementales en los rayos cósmicos, como por ejemplo, los llamados mesones y los hiperones.
Pérez y Peraza asistió como invitado a los festejos del centenario del descubrimiento de los rayos cósmicos, organizados por la Sociedad Víctor F. Hess, la Sociedad Europea de Física y el Centro Europeo para la Historia de la Física, donde dio a conocer algunas aportaciones de la ciencia mexicana a este campo de la ciencia.
El investigador del Instituto de Geofísica dictó la Plática Invitada, Mexican Contribution to Cosmic Ray Physics en el Simposio por 100 años de Rayos Cósmicos, que se llevó a cabo del 1 al 3 de mayo, en la ciudad de Innsbruck y del 4 al 5 del mismo mes, en la ciudad de Pöllau, en Austria.
Jorge Pérez y Peraza es también editor del libro Cosmic Rays, Solar Particles and related topics: 100 years of Cosmic Rays and 70 years of GLEs, que será publicado por la casa editorial Nova Publishers en la ciudad de Nueva York, como homenaje a la primera detección de los rayos cósmicos y a la primera detección de las partículas solares que viajan a nivel terrestre a velocidades cercanas a las de la luz, en un fenómeno conocido como GLEs (Ground Level Enhancements, por sus siglas en inglés).
Dirección General de Divulgación de la Ciencia, UNAM
Fuente: EL UNIVERSAL.mx
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