Mas informacion sobre el Experimento HEGRA
Como funciona HEGRA?
Los rayos gamma no son desviados por el campo magnético galáctico al contrario que las partículas cargadas (protones
y otros núcleos). Esto hace que la dirección en la que llegan los fotones gamma apunte hacia la fuente que los produjo, mientras que
las partículas cargadas llegan por igual en todas direcciones. Cuando un fotón gamma o una partícula cargada de alta energía entra en la
atmósfera produce una cascada de partículas secundarias, fundamentalmente electrones y fotones. Estas partículas secundarias forman un
disco perpendicular a la dirección de incidencia que se mueve a la velocidad de la luz hacia el suelo. El número de partículas en el disco
crece segun se aproxima a tierra hasta alcanzar un máximo (proporcional a la energía de la partícula primaria), y a partir de ese momento
decrece, pudiendo llegar a hacerse cero antes de alcanzar el suelo si la energía primaria no es lo suficientemente grande. En este tipo de
experimentos la atmósfera actúa como parte activa del detector, transformando una única partícula de enorme energía (imposible de detectar
directamente) en una cascada de multitud de partículas de baja energía (fácilmente detectables). Para determinar la dirección y energía de
la partícula primaria se realiza un muestreo de la cascada utilizando cerca de trescientos detectores de cuatro
tipos diferentes: de centelleo, de luz Cherenkov
(telescopios y casetas) y torres de muones
(Ver diagramas de las casetas)
Cuantas más
partículas detectemos, más fiables serán los datos obtenidos. Si situásemos el experimento al nivel del mar detectaríamos únicamente
cascadas muy energéticas (que son las menos abundantes). Ésta es la razón por la cual los detectores deben situarse a cierta altura.
El radio del disco de partículas secundarias al nivel de detección puede llegar a ser de varios cientos de metros, por lo cual los detectores
deben cubrir una amplia superficie (en nuestro caso 200m x 200m). El conjunto de detectores del experimento HEGRA esta situado a 2200 metros
de altitud en la isla de La Palma (29 N, 18 W), junto al Roque de los Muchachos.
La dificultad principal al analizar los datos es determinar qué cascadas fueron producidas por partículas cargadas (las más abundantes, pero
las menos interesantes) y cuáles por fotones gamma. La manera de buscar criterios que permitan distinguir unas cascadas de otras consiste en realizar
simulaciones por ordenador de los procesos que tienen lugar en la atmósfera cuando incide una partícula de alta energía. Es fundamental encontrar algun
método para separar las cascadas fotónicas del resto para poder utilizar el HEGRA como un detector eficaz de rayos gamma, por lo que una parte importante
de los recursos del experimento se invierte en esta tarea.
abelardo@eucmdx.gae.ucm.es
