HAWC, el mejor detector de rayos gamma en el mundo, realiza sus primeras observaciones

El detector de rayos gamma HAWC. (Foto: INAOE)


HAWC, el observatorio de rayos gamma ubicado en el estado de Puebla a 4.100 metros sobre el nivel del mar, ha obtenido ya sus primeros resultados, informó el Dr. Alberto Carramiñana Alonso, Director General del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica y responsable por parte de México de HAWC.

El grupo de científicos involucrados en este experimento de detección de partículas de alta energía logró integrar la primera imagen de la sombra de la Luna con observaciones realizadas durante varias semanas y con tan sólo el 10 por ciento de la capacidad que tendrá HAWC (acrónimo de High Altitude Water Cherenkov) cuando se concluya la instalación de los 300 detectores que lo integrarán en 2014.

Ubicado en las faldas del Volcán Sierra Negra en el Parque Nacional Pico de Orizaba, HAWC monitoreará las 24 horas del día fuentes celestes emisoras de rayos gamma y tendrá la capacidad de realizar mapeos de más del sesenta por ciento del cielo. Las ondas de radio, la luz visible y los rayos X y gamma son manifestaciones distintas de un mismo fenómeno: las ondas electromagnéticas o fotones. Los rayos gamma son los fotones de mayor energía. En particular, HAWC detecta fotones con energía de billones (millones de millones) de eV. Sólo los fenómenos más violentos del Universo, como las supernovas, los cuasares y los agujeros negros súper masivos, pueden producir este tipo de radiación.

Un método para detectar estas partículas de muy alta energía es usando la técnica Cherenkov en agua, que consiste en utilizar grandes cantidades de agua ultra pura como medio radiador y unos detectores capaces de captar señales de un par de fotones producidos en el líquido. Los rayos gamma de muy alta energía generan en la atmósfera una cascada de partículas, la cual crece hasta alcanzar un máximo a unos seis mil metros de altura y empieza a decaer al seguir avanzando dentro de la atmósfera. Las partículas de la cascada al entrar al agua emiten un tipo de luz conocida como luz Cherenkov, por el nombre de su descubridor. 

Sobre esta primera imagen tomada por HAWC, el Dr. Carramiñana Alonso comentó que se obtuvo a lo largo de varias semanas de trabajo: “Ésta es una demostración de que HAWC está funcionando. Estos resultados se están presentando ahora mismo en la reunión de la American Physical Society”.

El Dr. Carramiñana abundó: “HAWC es un detector de partículas y fotones de alta energía, denominados rayos cósmicos y rayos gamma respectivamente. Al empezar a "abrir sus ojos", HAWC puede registrar el arribo de miles de rayos cósmicos cada segundo. Una de las primeras observaciones de verificación del buen funcionamiento del experimento es obtener una imagen de la sombra de la Luna sobre este fondo de rayos cósmicos, lo cual hemos logrado. Esta demostración se hizo con la décima parte del arreglo de detectores operando tres meses. HAWC será diez veces más grande y funcionará por diez años".

Cada detector Cherenkov de agua de HAWC mide 4.5 metros de altura, tiene un diámetro de 7.3 metros, contiene agua pura y posee instrumentos especiales. El Dr. Carramiñana añadió: “En la actualidad, HAWC cuenta ya con 90 detectores, de los cuales 56 ya entraron en funcionamiento. El resto de los detectores está en proceso de instalación. Esta primera imagen fue lograda con los primeros 28 que empezaron a funcionar en septiembre de 2012”.

HAWC es un proyecto en el cual participan más de 60 científicos mexicanos y estadounidenses de instituciones como el INAOE, la UNAM, la BUAP, el CINVESTAV, las Universidades Michoacán y de Chiapas en México, así como de las universidades estadounidenses de Maryland, de California en Irvine, de California en Santa Cruz, Pennsylvania, Michigan, George Mason, New Hampshire, Utah y Nuevo México, así como del Laboratorio Nacional de los Álamos y el Nasa Goddard Space Flight Center. Numerosas tesis doctorales desarrolladas en México están relacionadas con HAWC. La colaboración mexicana que logró la sede del experimento está encabezada por el Dr. Alberto Carramiñana del INAOE e incluye a reconocidos astrofísicos y físicos de altas energías. HAWC tiene un costo estimado en poco más de diez millones de dólares. HAWC estará concluido en diciembre 2014, y operará hasta 2024. 


Fuente: GR/INAOE/DICYT