El observatorio HAWC (abreviatura en inglés de High Altitude Water Cherenkov), ubicado en el estado de Puebla en una meseta entre los volcanes Pico de Orizaba y Sierra Negra, será el único en su tipo para los estudios de partículas de altas energías, de acuerdo con especialistas de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Podrá monitorear dos terceras partes del cielo las 24 horas del día y está previsto que tenga una vida útil de 10 años a partir de su instalación total en 2014.

Con tan sólo 10 por ciento del equipo instalado en el HAWC, lograron captar la sombra de la Luna, lo que a decir de los investigadores demuestra que los equipos funcionan bien.

La imagen se logró tras meses de observaciones. Los detectores de luz Cherenkov del HAWC son sensibles a las partículas derivadas de los rayos cósmicos que inciden sobre ellos, de tal forma que cuando la Luna pasa por encima del instrumento obstruye la llegada de los rayos cósmicos y crea un déficit en las observaciones.

Andrés Sandoval, miembro de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC), comentó que en mayo estarán instalados 100 detectores, los cuales quedarán listos para funcionar en agosto de este año, momento en el que producirán datos científicos y el HAWC comenzará a funcionar como observatorio conjunto entre México y Estados Unidos.

Este proyecto es la segunda generación de detectores. El observatorio Milagro, en Nuevo México, Estados Unidos, a 2 mil 630 metros sobre el nivel del mar, fue el primero en detectar rayos gama ultraenergéticos.

El financiamiento para este proyecto proviene de la National Science Fundation y del Departamento de Energía de Estados Unidos; y por México, del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) y la UNAM.

Fue en julio de 2007, durante el Congreso Internacional de Rayos Cósmicos, realizado en Mérida, Yucatán, cuando se decidió que México sería el lugar indicado. La altura, 4 mil 100 metros sobre el nivel del mar y la extensión del terreno, 22 mil metros cuadrados, fueron las características que permitireron que se ubicara HAWC en nuestro país.

Cascadas en el cielo

Los rayos cósmicos son las partículas con las mayores energías detectadas, llegan constantemente a la Tierra desde el espacio exterior, pero como tienen carga eléctrica, los campos magnéticos galácticos e intergalácticos los desvían y al llegar a la Tierra ya no tienen memoria de su origen. En cambio los rayos gama (luz de la más alta energía) son producidos en las mismas regiones que los primeros, pero viajan en línea recta, por lo tanto, llevan consigo la información de las regiones donde son producidos.

Sin embargo, los rayos gama son unas mil veces menos frecuentes que los cósmicos, por lo que es necesario una infraestructura muy grande para detectarlos.

Alejandro Lara, miembro de la AMC, explicó que cuando estas partículas tan energéticas chocan con los átomos y las moléculas de la atmósfera (a una altura de unos 20 kilómetros sobre el nivel del mar), rompen sus núcleos y generan una cascada de partículas energéticas secundarias.

Desde confines del universo

Las propiedades de los rayos cósmicos y los rayos gama ultraenergéticos se pueden medir a través de la detección y análisis de estas cascadas atmosféricas, uno de los métodos son los detectores de radiación Cherenkov en agua. En el caso de HAWC, cada detector consiste en un tanque lleno de agua ultrapura, que ha pasado por varios filtros de diferentes tamaños y por luz ultravioleta, ya que permanece varios años en los tanques y debe mantenerse pura y transparente durante todo el experimento.

El tanque sellado y en total oscuridad, contiene además del agua, detectores de luz de alta sensibilidad o fotomultiplicadores para registrar la radiación Cherenkov que emiten partículas de alta energía (como un electrón, un positrón, un protón, un muón, un kaón o un pión) que penetran en el agua. Este efecto se debe a que en el agua las partículas viajan más rápido que la luz y crean ondas de choque electromagnéticas similares a las de un avión supersónico, pero en lugar de emitir sonido lanzan luz, a este fenómeno es al que se le conoce como efecto Cherenkov.

Con un fotomultiplicador –instrumento que detecta fotones– es posible ver la luz Cherenkov fotón por fotón y convertirlos en una corriente eléctrica para poder medirla. Esta información permitirá hacer mapas de la bóveda celeste y después localizar los objetos que emiten esa clase de partículas energéticas, y tratar de entender cómo estas partículas adquieren tanta energía, comentó el especialista en física de altas energías, Lukas Nellen.