Que en nuestro reactor de investigación producimos neutrones es un hecho, como así también los podemos obtener en el ciclotrón, que es un acelerador de partículas. Pero, ¿sabías que además los encontramos en la naturaleza? Se trata de neutrones que provienen de la radiación cósmica. Antes de entrar en nuestro tema, es preciso indicar que un neutrón es, junto con el protón, uno de los dos componentes que tiene un núcleo atómico, con la particularidad de que no posee carga eléctrica.

Dicho esto, te contamos que entre el 5 y 11 de noviembre de 2022, se desarrolló una campaña experimental liderada por el Centro de Física Nuclear y Espectroscopía de Neutrones (CEFNEN) de la Comisión Chilena de Energía Nuclear (CCHEN). ¿De qué trata? Como dice el título: ¡Nos fuimos a cazar neutrones!

Con el apoyo del Instituto de Física de la Pontificia Universidad Católica de Chile, en particular de la académica, Dra. Francisca Garay, subdirectora del Instituto Milenio SAPHIR, el equipo del CEFNEN se movilizó hasta el campus San Joaquín de dicha casa de estudios superiores, donde instaló 16 sistemas de detección de neutrones  y una estación meteorológica.

A través de esta iniciativa, el equipo liderado por el Dr. Francisco Molina e integrado por el Dr. Marcelo Zambra, el Dr. Jaime Romero y el estudiante de Doctorado en Ciencias con Mención en Física de la Universidad Andrés Bello, Franco López, se ha propuesto medir la distribución de energías de los neutrones cósmicos detectados y relacionarlos con variables locales, como la temperatura ambiente, la presión atmosférica, la humedad relativa del aire, la humedad del suelo, la velocidad del viento, la acumulación de nieve e, incluso, la composición del suelo.

“Estamos muy conformes con el trabajo que desarrollamos en esta primera campaña. Ha sido un desafío que viene a marcar nuestra experiencia piloto dentro de lo que será la campaña en su conjunto. Sin duda alguna, esto no habría sido posible sin el aporte generoso de una virtuosa colaboración, tanto dentro como fuera de la CCHEN, y en ese sentido, quisiera destacar especialmente todo el apoyo que nos brindó el Instituto de Física de la PUC, y particularmente, la de la Dra. Francisca Garay y su equipo”, señaló el Dr. Francisco Molina.

Por su parte, la Dra. Francisca Garay, también aprovechó la oportunidad para reforzar el interés que desde la Universidad y desde el Instituto Milenio SAPHIR tienen en seguir trabajando de manera colaborativa con el Centro de Física Nuclear y Espectroscopía de Neutrones de la CCHEN.

¡También nos vamos a regiones!

Lo interesante es que esta campaña se desarrollará a lo largo de Chile, por lo que se obtendrán datos que podrán ser comparados en distintas condiciones, tales como clima local y tipo de suelo. Tras ello, se espera realizar correcciones a las medidas que proveen los monitores de neutrones ubicados alrededor del mundo (https://www.nmdb.eu/), utilizados para medir indirectamente la incidencia de rayos cósmicos en la atmósfera terrestre, cuyas medidas de tasa de conteo de neutrones de alta energía sirven de insumo para estudiar por ejemplo la actividad solar, el campo magnético terrestre y predecir el clima espacial. La evidencia muestra que la tasa de conteo de estos monitores, especialmente del monitor estándar NM-64, puede verse afectada por las variables locales mencionadas, disminuyendo la tasa de conteo de neutrones de energías menores a 30 MeV.

Para efectuar estas mediciones, se realizarán doce campañas experimentales que abarcarán, idealmente, 31 puntos de Arica a Magallanes, para aprovechar la diversidad geográfica, geológica y climatológica de Chile.

La siguiente campaña se efectuará próximamente, en el marco del XXIII Simposio Chileno de Física (SOCHIFI 2022), que tendrá lugar en Valparaíso, del 22 al 24 de noviembre de 2022.

Vamos al origen

Campaña se enmarca en el proyecto “Cosmic Ray Neutron Spectroscopy and Local Variables Simultaneous Measurements Studies Throughout Chile” (en español “Medidas simultáneas de espectroscopía de neutrones provenientes de rayos cósmicos y de variables locales a lo largo de Chile” en español), adjudicado en el Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (Fondecyt) 2022, de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID).

Cabe destacar que, para la ejecución de las campañas experimentales, investigadores de variadas disciplinas, como Meteorología, Física de Altas Energías, Electrónica, Física Médica, Ciencias de Materiales, Gravitación, Física Nuclear Teórica, Astronomía, Física Atómica y Física Nuclear Experimental, de distintas universidades e instituciones del país, apoyarán la fase de mediciones albergando los equipos humanos y técnicos en sus instalaciones.

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