¡¿Qué son los¡¿Qué son losRayos Cósmicos?!Rayos Cósmicos?!¡¿Qué son los¡¿Qué son losRayos Cósmicos?!Rayos Cósmicos?!

By HayanonTranslated by Teresita HerediaSupervised by Y. Muraki

¿Alguna vez te hicieron un estudio médicocon rayos X? En 1896, el físico alemán,W. C. Röntgen, sorprendió a la gentecon una imagen del esqueleto, obtenida usandorayos X. Acababa de descubrir unnuevo tipo de radiación emitida por undispositivo de descarga. Los llamó rayos X.Su alto poder de penetraciónles permite atravesarel cuerpo humano. Poco después se descubrióque el uso excesivo de rayos X puedeprovocar daño a los organismos vivientes.

En el mismo año, el científico francés,A. H. Becquerel, encontró que un compuesto deuranio también producía unos rayos misteriosos.Para su sorpresa podían penetrar envoltoriosde papel y velar películas fotográficasproduciendo una imagen del compuesto deuranio. Si bien los rayos de uranio presentabanidénticas características a la de los rayos X, sedeterminó que eran de diferente naturaleza.

En 1898 G. C. Schmidt en Alemania yM. Curie en Francia, encontraron emisiones derayos también en el Torio. Este misteriosofenómeno se llamó "radioactividad". M. Curiehizo es espectacular descubrimiento delradio. Por la intensidad de su radiaciónel radio comenzó a utilizarse en investigacionesen radiación. Su intensidad resultó serunas diez mil veces mayor que la intensidaddel uranio.

Se identificaron tres tipos de radiación:partículas alfa, cargadas positivamente;partículas beta, cargadas negativamente yrayos gamma sin carga. En 1903,M. Curie, junto a su esposo P. Curie, yBecquerel, ganaron el premio Nóbel en física.M. Curie, además, fue galardonada conel premio Nóbel en química en 1911.

Ciertos tipos de radiación, incluidos losrayos X, se usan actualmente con finesmédicos. Algunos son, examen interno delcuerpo, tratamiento del cáncer, y otros. Sinembargo, la radiación puede ser dañina, amenos que la exposición se lleve a cabo con unacantidad de radiación estrictamente controlada.

El trabajo de M. Curie llevó posteriormenteal gran descubrimiento de la radiaciónproveniente del espacio: los rayos cósmicos. Los rayos cósmicos fueron descubiertos por unfísico austríaco, V. F. Hess. Si bien los rayoscósmicos son altamente penetrantes, noafectan a los seres humanos por quela atmósfera terrestre los hace inocuos.

Fuera de la atmósfera, sin embargo,¡los rayos cósmicos se vuelven una amenazapara los astronautas los que tienen queprotegerse de sus efectos nocivos!

Y bien, ¿qué son los rayos cósmicos? Enesta publicación, encontraremos la respuestacon la ayuda de tus amigos Mol y Mirubo.

Sources: Sun, Earth - NASA; Crab Nebula - Hale Observatories; Jets from Active Galactic Nucleus, Active Galactic Nucleus - National Radio Astronomy Observatory; Supernova Remnant - ISAS/JAXA

Los Rayos X: hermanos de los Rayos Cósmicos

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Pequeñas y misteriosas partículas viajan através del espaciohacia la Tierra.

¿Qué estásmirando, Mirubo?

Ellas son

¡rayos cósmicos!

¡Hurra,lo tengo!

¡RayosCósmicos!

Mirubo,perro robot.

Mol, niñaapasionada porla ciencia.

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Bueno, entonces¿qué son losrayos cósmicos?

Me alegra tu pregunta.Una partícula de rayoscósmicos es diminuta.Es la trillonésima partede 1 milímetro.

Son tan pequeñas que el ojo humano no puedeverlas, Mol.Por supuesto yo, conmis super-superojospuedo verlas.

Bueno, ¡otravez se ríede mí!

¡¡Eso no esjusto, Mirubo!!Yo tambiénquiero ver losrayos cósmicos.

Aquí vienen losrayos cósmicos!

Y acá también.

¡Quéfrustrante!

Voy a preguntarle al Profesor.

¡De ninguna manera! Soy un piloto espacialnovato. Los viajesespaciales son muy complicados.

¿¿Rayos cósmicos??¡Suena emocionante! ¿Nos vamos al espacioexterior estavez?

¡GRRR!

JE-

JE-

¡PLAP!

¡JIIII!

JUM JUM

UIRRRRRUIRRRRR

JE-

JE-

JE-

JE- JE- JE-

FRRR

3

Profesor,¡necesito su ayuda!

¿Quieren verrayoscósmicos?

Los rayos cósmicosson partículasaún mas pequeñasque los virusy no puedenverse ...

... a simple vista,perotengo una idea.

Hagamos un experimentocon una cámara de niebla.Puede ser un detector de rayos cósmicos.

¿¿Una cámarade niebla??

Los materialesnecesarios son etanol,hielo seco, un vaso deprecipitación, algodóny una cubierta de

... se lo ajusta usandouna bandita de goma.Se coloca el vaso enhielo seco paraenfriarlo.

CUIDADO: El hielo seco debe manipularse con cuidado. No tocarlo directamente.

!Viva!Yo sabía que usted podía.

Sí, de cualquiermanera.

cclink-clank

Plástico

Primero, se empapael algodón conetanol y se lo poneen la boca del vaso deprecipitación.Se cubre con unplástico ...

plástico.

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¡Yupii!¡¿Qué produjo ese flash?!

La cámara de niebla fue unaoriginal idea del físicoescocés C. T. R. Wilson,quien obtuvo el Premio Nóbel en el año 1927.

Esa fue la huella quedejó un rayo cósmico,que atravesó elvaso de precipitación.

Se oscurece la habitacióny se ilumina con unalinterna la nube de vapordel vaso. Observa lanube con cuidado, yentonces verás ...

Ummmm...?

¡Yupiiii!Ví unrayo cósmico...

¡Uau!¡¡Hay un flash!!

El diseño essimple eimpecable.

sp arkspark

Quiero decirsu huella.

¡VICTORIA!

UOO-

JUU

5

Unas 140 partículas dede rayos cósmicos llegan a tu escritorioen un segundo.

Los rayos cósmicossolares llegan a la Tierraunas pocas horas

después de formarse.galácticos se formanen el área deuna supernova ...

Y golpean la Tierracasi a la velocidadde la luz.

... y viajan más de 10 millones de años antesde alcanzar la Tierra.

Glup, ¡¿esverdad?!

Puedo verloclaramente.

Y al final, ¿que sonlos rayos cósmicos?

Hay dos tipos de rayos cósmicos: los solaresy los galácticos.

Por el contrario, los

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No hay muchadiferencia. Losrayos cósmicosatraviesan edificios.

No hay que preocuparse.No son perjudicialespara los seres vivosmientra estemos

Podremos ver máshuellas de rayoscósmicos si hacemosel experimento afuera,¿verdad?

¡Uy, ¿esverdad?!

No me habíadado cuenta.

¡Ya sé!

Yo sabía que losrayos cósmicosson radiación.

Qué alivio.¡¿Sii?!

Atraviesan el suelo,el cemento y hastanuestros cuerpos.

¡Deberíashaberlo

sabido!

No me asusten.

en la Tierra.

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¿En qué consistenlos rayos cósmicos?¿Qué partículascontienen?

Los rayos cósmicosprimarios, los quevienen del espacio

exterior, sonprincipalmente protones.

RAYOS CÓSMICOSPRIMARIOS

Colisionan con laatmósfera terrestrey decaen enrayos cósmicossecundarios.

¡Lo tengo!Los rayos cósmicos enla superficie terrestreson pequeñas partículasproducidas por protones

P

PION

MUON

RAYOSGAMMA

ELECTRON

RAYOS CÓSMICOSSECUNDARIOS

energéticos.

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Exactamente. ¡Sonpequeñísimas partículas,de energía

¿Y cuántoes eso?

Tomemos como ejemplo de la vida cotidiana, la luz de unfluorescente que hay podemosver en escuelas, casas ...

En el tubo fluorescente,cuando los átomos de un estadode energía alta vuelven alestado fundamental, emiten laenergía extra en forma de luz.

Esa energía esigual a 2electron volts(eV).

Bien, una únicapartícula de rayoscósmicos tieneuna energía de...

¡Si esaspartículas nosgolpearan, ...

...¡¡¡1000 millones

¡¡Aaaayyy!!

... nos daríaun tremendo

sacudón!

... para comparar suenergía con la delos rayos cósmicos.

!

¡Un momento!Jamás escuchénada de esaspeligrosaspartículas.

¿Por quénadie se cuidade ellas?

extremadamente alta!

de eV!!!

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Los rayos cósmicosson muy energéticos,pero muy poconumerosos. Considerando el tamaño

de partículas de rayoscósmicos que nos llegan,es muy poca como para afectarnos.

Es como pensar que unasola gota de lluviapueda resolver laescaséz de agua.

Ah, ya veo...Es una minucia,por cierto.

Entonces, los rayoscósmicos son unosdebiluchos. ¡Yo creíaque podían hacer algocon su energía!

Viajan todo esecamino hasta acá¿y no son útilespara nada?

Podemosignorarlos.¡Son huéspedesde la Tierra sininvitación!

Estás en locierto, Mol.

¡Eso no esgracioso!

UFF

de la Tierra, la cantidad

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¡¿Uhm, de quémanera?!

No saquenconclusiones.Son útiles demuchas formas.

Los muones en losrayos cósmicospueden penetrar 1 kmdentro de la roca.

Haciendo usode su naturalezapodemos investigar ...

... el interior de laspirámides Egipciasy el estado delmagma volcánico.

Los rayos cósmicostambién nos permitenestudiar debajo de lasuperficie de Marte y dela Luna en busca de

¡Es asombroso!Nunca había pensadoen esas cosas.

agua.

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Espero que losrayos cósmicos seusen con otrospropósitos en elfuturo ...

... acompañandoel progreso dede la investigaciónen rayos cósmicos.

Eso me sonó a quevamos a decodificarmensajes enviadosdel espacio exterior.

Seguramente voy aatrapar y abrazarrayos cósmicos.¡Ustedes son los mensajerosdel universo!

Ah, si pudieras, Mol.Están pasando através de tu cuerpo.

Mensajes delespacio ...¡Qué emoción!

¡GLUP!

zingzing

zingzingzingzing

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Me emociona aprender sobre losrayos cósmicos. Primero que nada, ¿quéenergía tienen los rayos cósmicos?

Los rayos cósmicos son unas 1000veces más energéticos que otros tiposde radiación natural de fondo.Los de ultra-alta energía, en cambiopueden llegar a ser hasta 10000millones de veces más energéticos.

Guau, ¿qué los hace tanenergéticos?

Buena pregunta, Mol. Los rayoscósmicos obtienen su energía de lasmúltiples colisiones con otras partículas

¿De dónde provienen?

El Sol, estrellas distantes y galaxiaslejanas fuera de la nuestra son sulugar de nacimiento.

Los rayos cósmicos se producen enerupciones solares y explosiones de estrellas.

¿Son visibles? ¿Qué se puede decir desu color, forma y olor?

Puedo verlos, pero no sé nadade su color y olor. Al menos no llevanel agradable aroma de la carne asada.

Los rayos cósmicos son pequeñaspartículas y no pueden verse conun microscopio. No tienen color ni olor.Un dipositivo llamado cámara de nieblapermite hacer visibles los rayos cósmicos!

Vienen del espacio a unavelocidad cercana a la de la luz yse precipitan sobre la Tierra.

¿Llegan también a la Luna yMarte?

Así es. Como Marte tiene unadelgada atmósfera se cree que aMarte llegan sólo la mitad de los quea la Luna.

Los rayos cósmicos son una granamenaza para los seres humanos queviajan en el espacio, pero no para tí, Mirubo.

Ejem! ¡Qué buen diseño tengo!

Qué suerte, Mirubo. Profesor,puede contarme cómo se busca aguaen Marte y la Luna usando rayoscósmicos?

Los rayos cósmicos pueden penetraruna profundidad de 40 cm en la superficiede Marte y de la Luna, y llegar hasta el hieloque pudiera haber debajo del polvo. Losrayos cósmicos, al igual que bolas de billar,se reflejarían en núcleos de hidrógeno. Luego,vía satélite, habría que medir losrayos reflejados.

El área donde podría haber aguaes aquella donde se observeun aumento de los rayos reflejadospor el hidrógeno.

¿Y qué pasa con el oxígeno? El agua(H2O) está formada por oxígeno (O) ehidrógeno (H2). ¿Cómo saber si también hayoxígeno?

Muy buena pregunta. Para probar lapresencia de agua habría que realizaralgunas perforaciones en el polo lunar,por ejemplo, donde el nivel de rayoscósmicos reflejados es alto.

La Tierra ¿emite rayos cósmicosasí como lo hace el Sol? Si viajara ala Luna ¿encontría la respuesta?

La radiación que emiten las rocas dela Tierra es tan débil que es completamenteabsorbida por la atmósfera.

Por otro lado, los rayos gammay los rayos X emitidos por las auroras ytormentas pueden medirse desde laLuna por que se liberan en la parte altay más tenue de la atmósfera.Su energía es demasiado baja como paraser considerados rayos cósmicos. Podrían,en cambio, denominarse "rayos terrestres".

¡¿Rayos terrestres?! ¡¡Qué lindo!!

Trataré de mejorar mi rendimiento parapoder ir a la Luna y ¡¡ver los "rayos terrestres" con mis propios ojos!!

¡¿Qué son los Rayos Cósmicos?!

Observatorio Chacaltaya Cortesía del Grupo Brazil-Japan Emulsion Chamber, Obsservatorio Chacaltaya

difícil resulta para los seres humanos estaren ese aire enrarecido.

Sin embargo, el aire enrarecido tiene susventajas en la observación de rayos cósmicos,por que son absorbidos por la atmósfera cuandocolisionan con ella. Un cambio de 200 g/cm2en el peso atmosférico cambia unas 10 vecesla concentración de la radiación cósmica.En otras palabras, un equipo de observaciónpara el Monte Chacaltaya resultaría 10 vecesmenor que para el Monte Norikura.Por otro lado, si se usara el mismoequipamiento de observación en ambosObservatorios los datos más precisospodrían obtenerse en el observatoriode mayor altura.

¿Comprendes ahora por qué, cuando subimosmás alto, estamos en mejores condicionesde aprender más sobre los rayos cósmicos?

Las mediciones de los rayos cósmicos sehacen en lo alto de las montañas ¿sabespor qué? Es por que la Tierra está rodeadapor una atmósfera.

B. Pascal, un científico francés, hizodescubrimientos importantes sobre la presióndel aire. La unidad para la presión atmosférica,hectopascal, lleva su nombre. Un hectopascalequivale a 100 pascales. Habrás escuchadoal pronosticador del tiempo en la TV decirque la presión de un es de unos 910hectopascales. Ese equivale a un huracánintenso. La presión atmosférica en el centrode un huracán es un 10% menor que lapresión normal.

En la cima de una montaña, la presiónatmosférica es aún más baja. Por ejemploel Telecopio Solar de Neutrones (Solar Neutron Telescope) se encuentra en el Monte Norikura,a 2770 metros sobre el nivel del mar, dondela presión del aire es un 25% menor que a niveldel mar. En la cima del Monte Fuji, desciende a un 60%.

El Observatorio Chacaltaya en Bolivia estáa 5250 metros sobre el nivel del mar.A esa altura, hay un 50% del aire que seencuentra a nivel del mar. Si alguna vez visteun video de escaladores intentando treparel Monte Everest, te puedes imaginar qué

Telescopio Solar deNeutrones en el

CUANTO MAS ALTO SUBIMOS, MÁS APRENDEMOSCUANTO MAS ALTO SUBIMOS, MÁS APRENDEMOS

Monte Norikura

Produced by the Solar-Terrestrial Environment Laboratory, Nagoya University and the Scientific Committee on Solar-Terrestrial Physics in conjunction with the CAWSES program.July 2006 All rights reserved.

Climate and Weather of the Sun-Earth System (CAWSES)

CAWSES is an international program sponsored by SCOSTEP (Scientific Committee on Solar-Terrestrial Physics) and has been established with the aim of significantly enhancing our understanding of the space environment and its impacts on life and society. The main functions of CAWSES are to help coordinate international activities in observations, modeling and theory crucial to achieving this understanding, to involve scientists in both developed and developing countries, and to provide educational opportunities for students at all levels. The CAWSES office is located at Boston University, Boston, MA, USA. The four science Themes of CAWSES are shown in the figure.http://www.bu.edu/cawses/http://www.ngdc.noaa.gov/stp/SCOSTEP/scostep.html

etamilCnoecneulfnIraloS

dnaecneicS:rehtaeWecapSsnoitacilppA

sessecorPgnilpuoCcirehpsomtA

CAWSES: A SCOSTEP Program 2004CAWSES: A SSCOSSTEP Program 20044--20082008CAWSES: A CO TEP Program 200 -2008

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“What are Cosmic Rays?!” is published with cooperation of “Kodomo no Kagaku.”Mol, Mirubo, and Sensei thank Lisa Kihn and Joe Allen for their help in preparing the English version of our story.

Kodomo no Kagaku (Science for Kids)

Kodomo no Kagaku, published by the Seibundo Shinkosha Publishing Co., Ltd. is a monthly magazine for juniors. Since the inaugural issue in 1924, the magazine has continuously promoted science education by providing various facets of science, from scientific phenomena in everyday life to cutting edge research topics.http://www.seibundo.net/

HayanonGraduated from the Department of Physics of Ryukyu University, Hayanon, a writer and cartoonist, has contributed a number of serials in popular magazines on the basis of her strong background in science and computer games. Her consistent writing style, expressing a love for science, is well accepted.http://www.hayanon.jp/

Solar-Terrestrial Environment Laboratory (STEL), Nagoya University

STEL is operated under an inter-university cooperative system in Japan. Its purpose is to promote “research on the structure and dynamics of the solar-terrestrial system,” in collaboration with a number of universities and institutions both in Japan and abroad. The Laboratory consists of four research Divisions: Atmospheric Environment, Ionospheric and Magnetospheric Environment, Heliospheric Environment, and Integrated Studies. The Geospace Research Center is also affiliated to the Laboratory to coordinate and promote joint research projects. At its seven Observatories/Stations, ground-based observations of various physical and chemical entities are conducted nationwide.http://www.stelab.nagoya-u.ac.jp/

Teresita Heredia acknowledges Universidad Nacionalde Tucumán for the facilities and support providedfor this translation carried out at LAFIAT.

LAFIAT (Laboratory of Atmospheric Physics) was

established in 1999 at Universidad Nacional de

Tucumán, Argentine. The purpose of the research

carried out in this Laboratory is to contribute to

the understanding and knowledge of long-term

changes observed at different regions of the Atmosphere as an issue of Global Change.

LAFIAT is located at the Departmento de Física - Facultad de Ciencias

Exactas y Tecnología - Universidad Nacional de Tucumán - Argentina.

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