Los científicos vigilan con atención las ondas de choque que se propagan por algunas regiones del cosmos desde hace mucho tiempo. Y lo hacen porque sospechan que pueden ayudarnos a entender mejor los mecanismos que provocan que algunas partículas subatómicas adquieran más energía durante su periplo por el espacio.

Estas ondas de choque son el resultado de fenómenos naturales muy diversos, como, por ejemplo, las supernovas, o, incluso, algo mucho menos violento, como la interacción con el campo magnético de un planeta. Sea cual sea su origen, lo curioso es que pueden contribuir a la aceleración de algunas partículas hasta ayudarlas a alcanzar una velocidad muy próxima a la de la luz.

Las partículas con carga eléctrica que constituyen el viento solar sufren una aceleración, y, por tanto, un incremento de energía, cuando interaccionan con el campo magnético terrestre

Para darnos de bruces con este fenómeno no hace falta que nos vayamos muy lejos. Las partículas con carga eléctrica que constituyen el viento solar (protones, electrones y partículas alfa) sufren una aceleración, y, por tanto, un incremento de energía, cuando interaccionan con el campo magnético terrestre. No obstante, este fenómeno es más complejo de lo que parece debido a que hay otros mecanismos que también pueden intervenir en ese incremento de su energía.

Uno de ellos es la transición relativamente brusca que se produce entre un medio esencialmente vacío y frío como es el espacio, y otro mucho más denso y cálido, como es la atmósfera de nuestro planeta. En cierto modo parece contrario a la intuición que una partícula pueda sufrir un incremento de su energía como resultado de pasar de un medio vacío a otro más denso, pero los científicos creen que esa aceleración es el resultado del paso abrupto de un medio a otro. Precisamente ese cambio de presión actúa como una onda de choque capaz de desviar y acelerar las partículas.

Un pequeño inciso antes de seguir adelante. En realidad, el vacío del espacio es un falso vacío. Esta discusión queda fuera del alcance de este artículo, pero si os interesa que indaguemos en este falso vacío podemos hacerlo en otro reportaje. No obstante, si tenéis curiosidad quizá os apetezca echar un vistazo al texto en el que hablamos de la posibilidad de que el universo se haya originado a partir del vacío cuántico.

Así es como los científicos han recreado este fenómeno en el laboratorio

Un grupo de investigación que aglutina a científicos que desarrollan su actividad docente en universidades francesas, italianas, rusas, canadienses, checas y rumanas ha publicado un interesantísimo artículo en Nature Physics en el que explica con detalle cómo ha logrado recrear en el laboratorio, a pequeña escala, claro, la interacción que se produce cuando las partículas subatómicas se ven expuestas a una onda de choque de naturaleza cósmica.

El experimento que han llevado a cabo estos investigadores ha logrado que los protones de un gas adquieran una energía máxima de 80 000 eV

La idea es relativamente sencilla. Lo que han hecho ha sido emplear un láser de alta potencia para calentar de forma abrupta y muy intensa un gas, transformándolo en plasma. Después este gas extremadamente caliente lo han inyectado en una nube de hidrógeno, de manera que la interacción de las partículas de ambos gases tenga como resultado la aparición de una onda de choque. Al hacerlo los protones del gas más frío han sufrido una aceleración, adquiriendo una energía máxima de 80 000 eV (electronvoltios). Esta no es una unidad de energía que estemos acostumbrados a manejar, pero nos viene bien saber que es muchísima energía.

Este experimento no puede ser considerado definitivo porque no basta para comprender en toda su extensión los mecanismos que explican cómo las partículas subatómicas adquieren más energía cuando viajan a través del cosmos. Pero al menos está ayudando a los científicos a entender mejor algunos de esos mecanismos. No cabe duda de que es un avance importante. Ahora lo que toca es lo mismo de siempre: seguir investigando para dar caza a otros fenómenos que quizá también aportan su granito de arena al misterioso empujón que sufren algunas de las partículas que viajan por el universo.

Imagen de portada | NASA

Más información | Nature Physics


La noticia

Las ondas de choque cósmicas ganan puntos como responsables de que las partículas subatómicas adquieran más energía

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Xataka

por
Juan Carlos López

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Author: Juan Carlos López

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