Cuando se trata de planetas con anillos, sabemos la respuesta: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Pero los nuevos hallazgos del experimento PAMELA muestran que la Tierra también tiene un sistema de anillos ... Uno formado por antiprotones de rayos cósmicos atrapados geomagnéticamente.
"La existencia de un flujo significativo de antiprotones confinados a la magnetosfera de la Tierra ha sido considerada en varios trabajos teóricos". dice el líder del equipo, O. Adriani, del Departamento de Física de la Universidad de Florencia. "Estas antipartículas se producen en interacciones nucleares de rayos cósmicos energéticos con la atmósfera terrestre y se acumulan en el campo geomagnético a altitudes de varios cientos de kilómetros".
El experimento PAMELA, abreviatura de Payload for Antimatter Exploration and Light-nuclei Astrophysics, se basa en una colaboración internacional que involucra a unos 100 físicos. Su equipo de última generación fue diseñado para investigar la naturaleza de la materia oscura, la aparente ausencia de antimateria cosmológica y el origen y evolución de la materia en la galaxia. Utilizando un espectrómetro de imán permanente con una variedad de detectores especializados, PAMELA gira alrededor de la Tierra en una órbita altamente inclinada.
"La órbita del satélite (inclinación de 70 grados y altitud de 350-610 km) permite a PAMELA realizar una medición muy detallada de la radiación cósmica en diferentes regiones de la magnetosfera de la Tierra, proporcionando información sobre la naturaleza y los espectros de energía de las partículas de subcorte". dice Adriani "La órbita del satélite pasa a través de la Anomalía del Atlántico Sur (SAA), lo que permite el estudio de partículas atrapadas geomagnéticamente en el cinturón de radiación interior".
Desde sus subdetectores, PAMELA sirvió una porción de antiprotones, pero no fue un trabajo fácil. "Es probable que los antiprotones en el rango de energía seleccionado se aniquilen dentro del calorímetro, dejando así una clara firma". dice el equipo. “La segmentación longitudinal y transversal del calorímetro se explota para permitir que se caracterice el desarrollo de la ducha. Estas selecciones se combinan con mediciones de dE / dx de tiras individuales en los planos del detector de silicio para permitir que las duchas electromagnéticas se identifiquen con una precisión muy alta ".
Durante 850 días, los detectores recopilaron datos y los compararon con simulaciones. Los antiprotones atrapados eran altamente dependientes de la recolección angular, la función de respuesta direccional en la posición orbital del satélite y en su orientación con respecto al campo geomagnético. "Se descubrió que todos los antiprotones identificados, caracterizados por un ángulo de inclinación cercano a los 90 grados, giran en espiral alrededor de las líneas de campo, rebotan entre los puntos del espejo y también realizan una deriva longitudinal lenta alrededor de la Tierra, para una longitud total del camino que asciende a varios radios de la Tierra". " dijo el equipo. "Los resultados de PAMELA permiten que los modelos de transporte CR se prueben en la atmósfera terrestre y limitan significativamente las predicciones de los modelos antiprotones atrapados, reduciendo las incertidumbres sobre el espectro de producción de antiprotones en la magnetosfera de la Tierra".
Fuente original de la historia: Astrophysical Journal Newsletters.
