La radiación de Cherenkov ofrece nuevas pistas

Uno de los grandes misterios sin resolver de la astrofísica es la procedencia de los rayos cósmicos. Son chorros de partículas subatómicas (protones, etc.) llegados del espacio exterior y producen decenas de miles de impactos por segundo y por metro cuadrado en nuestra atmósfera. Recientes observaciones sugieren que los rayos cósmicos de más alta energía provienen de centros de galaxias activas. Sin embargo, la mayoría de los detectados en la Tierra son producidos dentro de nuestra galaxia, desde fuentes desconocidas por ahora.

Scott Wakely, profesor de Física de la Universidad de Chicago, y su colaborador Simon Swordy, profesor de física en la misma universidad, conseguirán nuevas pruebas para resolver este misterio haciendo mediciones detalladas de la radiación de Cherenkov que emiten esos chorros de partículas al penetrar en la atmósfera.

¿Y qué es la radiación de Cherenkov? Es un efecto similar al que se produce con los aviones supersónicos, pero con las ondas electromagnéticas en lugar de las sonoras. Las partículas que forman los rayos cósmicos viajan a velocidades similares a las de la luz, aceleradas probablemente por estallidos de supernovas o por estrellas binarias. Al entrar en la atmósfera, esta velocidad es superior a la velocidad de la luz en ese medio (no a la velocidad de la luz en el vacío, que sabemos que no es posible). Esto implica que las partículas adelantan al campo eléctrico que generan, al igual que los aviones adelantan las ondas sonoras que generan. El resultado es una onda de choque que genera una luz azulada. Sería el equivalente al estruendo que oímos cuando pasa un avión supersónico.

Cuando una partícula viaja por un medio a una velocidad inferior a la de la luz en dicho medio (lo más común) sucede algo así:

Como veis, la partícula emite una radiación electromagnética que viaja más rápido. Sin embargo, si la partícula aumenta su velocidad por encima de ésta, como les pasa a los rayos cósmicos al entrar en la atmósfera, sucede esto:

La partícula «rompe la barrera de la luz», por decirlo de alguna manera, y se forma una onda de choque.

Una partícula cargada, como un protón, emite un campo eléctrico esférico, con lo cual todos las moléculas situadas a la misma distancia de su centro quedarán polarizadas de la misma manera: es una polarización simétrica. Sin embargo, en este fenómeno descrito, la polarización es asimétrica, debido a que el campo eléctrico viaja siempre detrás de la partícula. Por lo tanto, las moléculas del aire que la partícula tiene delante están sin polarizar, mientras que las de detrás ya lo han hecho.

[Fuente: Noticias21]