octubre 7, 2022

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Nueva simulación por computadora ayuda a buscar el origen de los rayos cósmicos

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Las líneas de colores muestran cómo los campos magnéticos desvían los rayos cósmicos. Las líneas blancas rectas representan un campo magnético de banda ancha. Además, los campos magnéticos de pequeño tamaño que no se muestran aquí actúan sobre las trayectorias de las partículas (líneas de colores). Crédito: RUB, Dr. Lukas Merten

Al simular la transmisión de rayos cósmicos usando un nuevo programa de computadora, los científicos internacionales esperan revelar las fuentes de estos fragmentos atómicos.

Descubierto en 1912, el El origen de los rayos cósmicos. Sigue esquivando a los científicos.

Los rayos cósmicos son fragmentos atómicos que llueven sobre la Tierra desde fuera de nuestro sistema solar. Dado que muchos creen que sus orígenes están relacionados con las supernovas, se cree que los modelos informáticos son la clave para comprender finalmente estos rayos fragmentados.

Un equipo de investigadores de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) ha publicado su nueva investigación utilizando este software en el Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

trayectoria de partículas

Los investigadores describen cómo Su programa llamado «CRPropa» Traza los caminos de las partículas desde su formación hasta su llegada a la Tierra. «También podemos explicar completamente la interacción de las partículas con la materia y los campos de fotones en el universo», dice Julien Dörner, estudiante de doctorado en RUB.

Este nuevo software tiene la capacidad de simular no solo la propagación de los rayos cósmicos, sino también las señales de neutrinos y rayos gamma generados por las interacciones de los rayos cósmicos.

«A diferencia de los rayos cósmicos, estas partículas transmitidas se pueden observar directamente desde sus fuentes, ya que llegan a la Tierra en un camino recto», explica el Dr. Patrick Richerzer, investigador postdoctoral en RUB. «También podemos usar el software para predecir estas firmas de neutrinos y rayos gamma de galaxias distantes como explosiones estelares o galaxias activas».

dar pasos en entender el universo

El programa de simulación que se ofrece actualmente es el más completo y continuará aumentando la comprensión científica del espacio y el universo.

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«Podemos explorar nuevas bandas de energía en simulaciones que no pueden capturarse completamente con tanto detalle con el software disponible hasta ahora», dijo el profesor Karl-Heinz Kambert de la Universidad de Wuppertal.

«Es importante destacar que podemos desarrollar un modelo teórico que describa la transición de los rayos cósmicos de nuestra galaxia a una porción de galaxias distantes y compararlo con las observaciones».

Una vista cósmica en medio de un grupo de galaxias
Un paisaje cósmico en el centro de un cúmulo de galaxias © X-ray: NASA/CXC/SAO/S.Randall et al. Óptico: SDSS

Usar cálculos teóricos para interpretar datos experimentales

Beneficiándose de una colaboración internacional de 17 investigadores de Alemania, España, los Países Bajos, Italia, Croacia, Inglaterra y Austria, «CRPropa contribuirá significativamente a comprender la fuente de los rayos cósmicos», dijo la vocera del CRC, la profesora Julia Teos de RUB.

Realizado como parte del Centro de Investigación Colaborativa (CRC) 1491 Interacción de la Materia Cósmica, el proyecto fue financiado por Fundación Alemana de Investigación.

El profesor Tjus explicó: «La publicación es un paso importante hacia una descripción cuantitativa de la transmisión e interacción de los rayos cósmicos en tres dimensiones. Después de todo, necesitamos cálculos teóricos que nos ayuden a interpretar la variedad de datos que recibimos de los diversos instrumentos que observan el universo.»

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