Durante julio de este año, investigadores del Centro de Investigación en Física Nuclear y Espectroscopía de Neutrones, CCHEN, visitaron el Observatorio Las Campanas, LCO, con el propósito de encontrar relaciones entre la energía de los neutrones de fondo con las variables locales del lugar en el que se encuentra el observatorio, en la región de Atacama. Estas variables son la temperatura ambiental, la presión atmosférica, la humedad relativa, la humedad del suelo, la velocidad del viento y la composición del suelo.
En el mundo existen alrededor de 60 monitores de neutrones. Estos instrumentos se dedican a contar neutrones de alta energía lo que permite, en conjunto a medidas satelitales, predecir la actividad solar.
Los neutrones que llegan a la superficie de la Tierra provienen de la interacción de rayos cósmicos —partículas cargadas originadas en eventos astrofísicos que involucran alta energía, como las explosiones de supernova—con los núcleos atómicos de los elementos químicos presentes en la atmósfera. Estas partículas viajan por el vacío e interaccionan, en su trayecto, con los campos electromagnéticos de galaxias y estrellas.
Las que llegan a las cercanías del Sistema Solar, en caso de ingresar, interaccionan con la atmósfera terrestre y luego siguen una trayectoria que depende de su energía y que, eventualmente, produce una reacción nuclear con los núcleos de la atmósfera. En esta reacción se producen una serie de partículas llamadas rayos cósmicos secundarios.
“Los neutrones son muy particulares porque al no tener carga eléctrica solamente pueden interaccionar con los núcleos atómicos, no con el átomo completo. Entonces, medir neutrones en la superficie de la Tierra nos da información de la ocurrencia de interacciones de con la atmósfera terrestre y, a su vez, información de la actividad solar debido a todas las trabas que tiene el rayo cósmico para ingresar al campo magnético solar”, indica Francisco Molina, Director del Centro de Investigación en Física Nuclear y Espectroscopía de Neutrones (CEFNEN) de la Comisión Chilena de Energía Nuclear.
El monitor utilizado detecta neutrones de alta energía y puede corregirse al encontrar las relaciones entre las variables locales y la energía de neutrones, y, así, mejorar la predicción del clima espacial.
“Chile es el país ideal para hacer estas medidas espectroscópicas de neutrones, ya que es un país longitudinal que está relativamente cercano al ecuador y relativamente cercano al polo sur. Además, tenemos una gran diversidad de climas y de tipos de suelo y, por último, en pocos cientos de kilómetros podemos ir desde zonas de alta montaña hasta el nivel del mar”, destaca Molina, quien también es Investigador Asociado del Instituto Milenio SAPHIR.
En LCO se realizó la primera de seis mediciones que se pretenden hacer en la tercera campaña experimental del grupo. Durante esta medición, la zona tuvo gran variabilidad climática, lo que, según explica Molina, fue sumamente relevante para los propósitos del experimento.
“Por su ubicación, altura, infraestructura y calidad del cielo, el Observatorio Las Campanas ofrece las condiciones ideales para realizar este tipo de experimentos. Estamos muy felices de que este equipo de investigadores del CCHEN haya elegido nuestro observatorio para tan importante investigación”, indica Leopoldo Infante, Director de LCO.
Este proyecto es patrocinado por la Comisión Chilena de Energía Nuclear y el Instituto Milenio de Física en la Frontera de las Altas Energías SAPHIR. Las instituciones involucradas en el desarrollo del proyecto son la Universidad de Tarapacá, la Universidad Católica de Antofagasta, la Universidad de Atacama, la Universidad de La Serena, el Observatorio Las Campanas, la Universidad de Valparaíso, la Universidad Santa María, la Pontificia Universidad Católica de Chile, la Universidad Andrés Bello, la Universidad de O´Higgins, la Universidad de Talca, la Universidad Católica del Maule, la Universidad de Concepción, la Universidad de la Frontera, la Universidad Austral, la Universidad de Aysén y la Universidad de Magallanes.