Desde ayer se encuentra en Cabo Cañaveral el Espectrómetro Alfa Magnético (AMS-02), un verdadero telescopio de rayos cósmicos que está previsto será enviado a la Estación Espacial Internacional de la NASA (ISS) el próximo mes de Febrero. Su costo es de 2 mil millones de dólares. Está descrito como uno de los instrumentos científicos más complejos jamás construidos.
Según El Mundo, los científicos creen que el big-bang, la explosión que dio origen al universo, creó tanta materia como antimateria, pero nunca hasta ahora han podido detectar esta última fuera de los laboratorios. Parece estar claro en las partículas subatómicas, que forman los átomos y las antipartículas pueden fácilmente fabricarse en los aceleradores de partículas.
La teoría dice que también las hay en el universo, antiprotones y antineutrones, que formarían antinúcleos, antiátomos ((Marcus Chown, New Scientist, 3 de agosto de 1996), y la NASA, en su misión más ambiciosa, se lanza a la búsqueda de esa antimateria. Y para ello necesita el espectrómetro alfamagnético (AMS).
Características
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El Espectrómetro Alfa Magnético (AMS-02) es un detector de partículas diseñado para funcionar como un módulo externo de la Estación Espacial Internacional. Gracias a las singulares condiciones del medio ambiente espacial, estudiará el universo y sus orígenes, buscando rastros evanescentes de antimateria primordial y materia oscura a través de medidas de precisión de la composición y el flujo de rayos cósmicos.
- AMS-02 está construido, probado y puesto en marcha por una colaboración internacional de 56 institutos de 16 países representados por el Departamento de Energía de Estados Unidos (DoE). La NASA se encargará de la instalación de AMS-02 de la Estación Espacial (ISS), donde experimento funcionará hasta el final de la ISS.
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AMS-02 estará en órbita alrededor de la Tierra a la ISS a unos 300 km y va a estudiar con un nivel sin precedentes de precisión (una parte en diez mil millones!), la composición de los rayos cósmicos primarios e investigará las nuevas fronteras de la la física de partículas de antimateria primordial, la caza y la verdadera naturaleza de la materia oscura.
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AMS-02 recogerá cientos de millones de rayos cósmicos primarios que, tras haber sido acelerados por los fuertes campos magnéticos, han viajado a muchos años luz antes de llegar al experimento.
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El núcleo del espectrómetro es un gran imán para medir la señal de carga de cada partícula que pasa a través del instrumento: AMS recolectará datos sin parar durante años, produciendo un flujo de 7 Gigabits por segundo promedio se reducirá a 2 Mbs de ancho de banda descendente después de un proceso en línea.
Vida antimateria
Si el AMS, que pasará 20 años trabajando en la Estación Espacial Internacional, tiene éxito y demuestra la existencia de átomos antimateria, querría decir que también puede haber estrellas y galaxias antimateria, incluso vida antimateria, aunque no haría falta llegar tan lejos para confirmar que estaríamos ante "la más grande noticia astronómica de todos los tiempos", según Samuel Ting, físico de partículas del CERN en Ginebra , además de Nóbel de Física y científico del Massachussets Institute of Technology (M.I.T.) de Boston, cuyo objetivo es reunir pruebas de antimateria, materia oscura y otros fenómenos.
Este instrumento, el AMS, es capaz de identificar el núcleo atómico y electrones en rayos cósmicos, que son restos de partículas que continuamente bombardean la Tierra, procedentes en su mayoría del Sol u otras estrellas, pero que también llegan en ocasiones desde fuentes desconocidas, más allá de la Vía Láctea, siendo estas las más energéticas.
El AMS buscará en estos rayos cósmicos núcleos de antiátomos. No resultará fácil. Teóricamente parece demostrado que no hay antimateria ni en nuestra galaxia ni en las más cercanas, de las que nos separan 30 millones de años luz.
Para lograr su objetivo cuenta con uno de los elementos fundamentales de su estructura es el imán superconductor avanzado, cuya electrónica es una de las principales aportaciones españolas, y depende del enfriamiento por vaporización de helio, por lo que el AMS lleva un depósito de 2.500 litros (360 kilos) de helio ultrafrío del que se irían consumiendo 20 miligramos por segundo para mantener el imán a 264 grados bajo cero.
El detector de AMS complementará el enorme acelerador de partículas del CERN, instalado en una cámara subterránea debajo de la frontera suizo-francesa que los científicos emplean para simular las condiciones prevalecientes inmediatamente después de la explosión que dio origen al universo para comprender su composición.
Materia extraña
Según la NASA, la evidencia experimental indica que nuestra galaxia está hecho de materia, sin embargo, hay más de 100 cien millones de galaxias en el universo y de acuerdo son la teoría del Big Bang del origen del universo se requiere cantidades iguales de materia y antimateria. Las teorías que explican esta aparente asimetría violan otras mediciones. Si existe o no es significativa la antimateria es una de las cuestiones fundamentales del origen y naturaleza del universo. Las observaciones de un núcleo antihelium puede proporcionar evidencias de la existencia de la antimateria. En 1999, AMS-01 estableció un nuevo límite superior de 6.10 para el antihelium relación entre el flujo de helio en el universo. AMS-02 buscará con una sensibilidad de 10-9, una mejora de los tres órdenes de magnitud, suficiente para alcanzar el borde de la expansión del universo y resolver el problema definitivamente.
La materia visible en el universo (estrellas) suma menos del 5 por ciento de la masa total que se ha comprobado. El otro 95 por ciento está a oscuras, ya sea la materia oscura (que se estima en 20 por ciento del universo en masa o la energía oscura, que constituye el equilibrio). La naturaleza exacta de ambos aún se desconoce. Uno de los principales candidatos a materia oscura es el neutralino. Si neutralinos existen, deben chocar entre sí y un desprendimiento de un exceso de partículas cargadas pueden ser detectadas por AMS-02.
Existen seis tipos de quark (u, d, s, c, B y T) se han encontrado experimentalmente, sin embargo toda la materia en la Tierra se compone de sólo dos tipos de quarks (u y d). Se trata de una cuestión fundamental de si hay materia se compone de tres quarks (u, d, s). Esta cuestión se conoce como strangelet (materia extraña). Strangelet puede tener una masa muy grande y los coeficientes de carga a masa muy pequeña. Sería una forma totalmente nueva de la materia. AMS proporcionará una respuesta definitiva sobre la existencia de este asunto extraordinario.
La radiación cósmica es un obstáculo significativo para un vuelo espacial tripulado a Marte. Las medidas exactas del medio ambiente de los rayos cósmicos son necesarios para planificar medidas de lucha pertinentes. La mayoría de los estudios de rayos cósmicos son hechas por satélites a bordo de globos con los tiempos de vuelo que se miden en días, estos estudios han mostrado variaciones significativas. AMS-02 estará operativo en la ISS para una misión nominal de 3 años, la recopilación de una inmensa cantidad de datos exactos y que permitan la medición de la variación a largo plazo del flujo de rayos cósmicos en un rango de energía de ancho, para los núcleos de los protones de hierro. Después de la misión nominal, AMS-02 puede seguir dando las mediciones de rayos cósmicos. Además de la comprensión de la protección radiológica necesarios para los vuelos tripulados interplanetarios, estos datos permiten la propagación interestelar y orígenes de los rayos cósmicos de ser inmovilizado.
Saber más:
- Sitio oficial (inglés)
- Misión en la NASA (inglés)
- Sitio oficial del proyecto en NASA (inglés)
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