Leyenda: Lago Baikal. Crédito: Proyecto SeaWiFS NASA / Goddard Space Flight Center y ORBIMAGE
La construcción acaba de comenzar en el valle de Tunka, cerca del lago Baikal, Siberia, Rusia, en un observatorio que, una vez completado, consistirá en una serie de hasta 1,000 detectores que cubren 100 kilómetros cuadrados. Su tamaño permitirá a los científicos investigar los rayos cósmicos, la radiación espacial emitida por los rayos gamma y los núcleos más pesados, que se aceleran a energías más altas que las logradas en el Gran Colisionador de Hadrones. Con el nuevo observatorio, llamado HiSCORE (Explorador de orígenes cósmicos de cien kilómetros cuadrados), los científicos esperan resolver el misterio de los orígenes de los rayos cósmicos, y quizás también investigar la materia oscura.
Hace cien años, el físico austriaco-estadounidense Victor Hess descubrió por primera vez que la radiación penetraba la atmósfera de la Tierra desde el espacio exterior. El problema ha sido rastrear su origen, ya que los rayos cósmicos consisten en partículas cargadas y, por lo tanto, se desvían en campos magnéticos interestelares e intergalácticos. El uso de estaciones detectoras simples y económicas, ubicadas a varios cientos de metros de distancia, permite instrumentar un área enorme, lo que permite a los científicos investigar los rayos cósmicos dentro de un rango de energía de 100 TeV hasta al menos 1 EeV.
Detector Cherenkov frente al cielo estrellado. Imagen: Colaboración Tunka
Los rayos cósmicos no pueden penetrar en nuestra atmósfera, pero cada detector puede observar la radiación creada cuando los rayos cósmicos golpean la atmósfera superior de la Tierra, causando una lluvia de partículas secundarias que viajan más rápido que la velocidad de la luz en el aire, produciendo radiación de Cherenkov en el proceso. Esta luz es débil, pero se puede detectar en la superficie de la tierra con instrumentos sensibles como los tubos fotomultiplicadores de HiSCORE.
La radiación de Cherenkov se puede usar para determinar la fuente y la intensidad de los rayos cósmicos, así como para investigar las propiedades de los objetos astronómicos de alta energía que emiten rayos gamma como restos de supernovas y blazares. El amplio campo de visión también permite a HiSCORE monitorear estructuras emisoras de rayos gamma extendidas, como nubes de gas molecular, regiones densas o estructuras a gran escala, como las regiones de formación de estrellas o el plano galáctico.
HiSCORE también se puede utilizar para probar teorías sobre Dark Matter. Se espera una fuerte característica de absorción alrededor de 100 TeV. El examen puede dar información sobre la absorción de rayos gamma en los campos de fotones interestelares y el CMB. Si la absorción es menor de lo esperado, esto podría indicar la presencia de fotones o axiones ocultos. Además, HiSCORE puede detectar la descomposición de partículas supersimétricas pesadas. Los datos mejorarán a medida que la instalación crezca con los años. Para 2013-14, el área tendrá alrededor de un kilómetro cuadrado y más de 10 kilómetros cuadrados para 2016.
HiSCORE es un proyecto conjunto entre el Instituto de Investigación Nuclear de la Academia de Ciencias de Rusia en Moscú, la Universidad Estatal de Irkutsk en Siberia y la Universidad Estatal de Moscú Lomonosov, así como DESY, la Universidad de Hamburgo y el Instituto de Tecnología Karlsruhe en Alemania. HiSCORE también espera colaborar con el observatorio Pierre Auger en Argentina.
Obtenga más información sobre HiSCORE en el sitio web del proyecto.
