Científicos rusos descubren una solución al misterio de los rayos cósmicos

En los próximos años, los científicos podrán solucionar uno de los problemas más importantes de la física de partículas elementales: el llamado 'misterio de los muones'.

Este descubrimiento ayudaría enormemente a explicar los procesos que se dan en el Universo y serán los investigadores rusos los que harán una gran contribución a estos trabajos, según el servicio de prensa de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares de Rusia (MEPhI).

Las partículas cósmicas sufren una serie de transformaciones en la atmósfera de la Tierra que dan lugar a la aparición de unas partículas elementales llamadas muones. Los muones alcanzan la superficie terrestre y, por lo tanto, pueden ser registrados por los detectores. Hace unos años, los investigadores se dieron cuenta de que el número de muones que se capta supera en decenas de puntos porcentuales el estimado por las teorías existentes. Este fenómeno recibió el nombre del 'misterio de los muones'.

La primera observación del fenómeno se produjo durante una larga serie de experimentos realizados entre 2002 y 2007 en el detector de coordenadas y trazas DECOR, instalado en MEPhI. Más tarde, el exceso de muones fue confirmado en los experimentos del Observatorio Pierre Auger, en Argentina.

Los investigadores del Centro de Investigaciones NEVOD, adscrito al Instituto de Física Nuclear y Tecnologías de MEPhI, estudian los muones con un equipamiento único en el mundo: el detector multifuncional acuático de neutrinos (NEVOD), destinado a registrar todos los componentes de los rayos cósmicos en la superficie de la Tierra.

El detector multifuncional acuático de neutrinos (NEVOD)

© Foto : MEPhI

Los especialistas de MEPhI expusieron los últimos resultados de los experimentos en este ámbito realizados con el equipo NEVOD durante el Congreso Nacional sobre Rayos Cósmicos que se está celebrando en la localidad de Dubná —en la provincia de Moscú, Rusia—.

"En los últimos años aumentamos el material experimental entre tres y cuatro veces y, por consiguiente, mejoramos la exactitud de las mediciones. Uno de los objetivos de los estudios experimentales para solucionar el misterio de los muones es medir no solo su cantidad, sino también sus propiedades energéticas".

"Iniciamos el experimento de medir las energías de los muones en 2012 y continuamos con él hasta ahora. Primero registramos, a través del detector de coordenadas y trazas DECOR, un grupo de muones y luego medimos el efecto energético en el detector acuático NEVOD", explica Rostislav Kokoúlin, investigador del Centro NEVOD citado en el comunicado.

Los científicos quieren saber si, además de existir un exceso numérico de muones, se produce una alteración de su energía media.

"Cuando logremos demostrar de forma experimental que tal exceso energético existe estará claro qué cambios debemos introducir en el modelo teórico. Actualmente, en la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares de Rusia, se están construyendo nuevas instalaciones que funcionarán junto con los detectores DECOR y NEVOD. Esto permitirá aumentar aún más la selección de las propiedades a observar y la precisión de las mediciones", señala el comunicado.

Según Rostislav Kokoúlin, la solución del 'misterio de los muones' es cuestión de entre dos y cinco años.

"La solución del 'misterio de los muones' permitirá que nos hagamos una idea más clara del proceso de cascada nuclear durante la interacción de las partículas de alta energía. Es imprescindible comprenderlo para seguir avanzando en el estudio de las propiedades del Universo y los procesos que se desarrollan en él", subrayó el investigador.