La UAM nuevo miembro del Consorcio “Cherenkov telescope array” (CTA)

Recientemente, la Universidad Autónoma de Madrid se ha incorporado como miembro del consorcio internacional que opera el Cherenkov telescope array (CTA), experimento que representa el futuro de la astrofísica de altas energías. En concreto, la adhesión a CTA se ha realizado a través del grupo de investigación sobre materia oscura, astropartículas y cosmología (DAMASCO, de sus siglas en inglés) que lidera el Dr. Miguel A. Sánchez Conde, investigador adscrito al Departamento de Física Teórica de la UAM y al Instituto de Física Teórica (IFT UAM-CSIC; un centro mixto entre la UAM y el CSIC, y centro de excelencia Severo Ochoa).  El Dr. Sánchez Conde se incorporó en marzo de 2017 a la UAM en el marco del programa “Atracción de Talento” de la Comunidad de Madrid (modalidad 1), siendo el primer investigador “Talento-CM” en incorporarse a dicha universidad (posteriormente se le unirían otros 11 investigadores “Talento-CM”, que son los que componen dicho colectivo a día de hoy).

CTA será un observatorio compuesto por decenas de telescopios Cherenkov de distintas dimensiones, desde 4 metros los más pequeños hasta 23 metros los más grandes.  Se planea un observatorio en cada hemisferio, de forma que se pueda observar el cielo en su totalidad. El del sur estará situado en las inmediaciones de Cerro Paranal en Chile, mientras que CTA-Norte estará localizado en la isla de La Palma, en el lugar donde actualmente se ubican los dos telescopios Cherenkov de la colaboración MAGIC que tantos éxitos ha conseguido para la comunidad de astropartículas en los últimos 15 años. La construcción ya ha comenzado y se espera tener a CTA totalmente operativo alrededor del año 2025. De hecho, el primero de los telescopios, el de mayor dimensión y situado en el centro de la batería de telescopios que conformarán CTA-Norte, está a punto de ser inaugurado en La Palma este mismo otoño de 2018.

El objetivo científico de CTA será arrojar luz sobre los fenómenos más violentos que tienen lugar en el Universo. No en vano CTA opera en el rango de los rayos gamma, los fotones más energéticos de todo el espectro electromagnético, cuya presencia traza y desvela aquellos lugares en el Cosmos donde tienen lugar los procesos físicos más energéticos. Sin embargo, CTA no observa directamente los fotones gamma, puesto que estos son absorbidos por la atmósfera a gran altura. En su lugar, CTA se vale de la llamada “técnica Cherenkov”: al interaccionar los rayos gamma incidentes con los átomos del aire, se crean cascadas de partículas secundarias que se desplazan a velocidades mayores a la de la luz en ese medio, generando de esta forma un cono de luz azulada mediante el proceso conocido como Cherenkov. Son estos fogonazos de luz Cherenkov, con duraciones del orden de nanosegundos, los que se observan y son analizados en tierra. Agujeros negros en galaxias distantes, supernovas, entornos extremos alrededor de púlsares o grandes choques de material en el proceso de ensamblaje cósmico, son algunos de los temas que será posible abordar con observaciones de CTA. Pero CTA no sólo escudriñará fenómenos derivados de física convencional sino también aquellos potencialmente provenientes de física más exótica, tales como la aniquilación o decaimiento de partículas de materia oscura (puesto que dichos procesos darían como resultado rayos gamma, que pueden por tanto buscarse con CTA). Este es el objetivo e interés del Dr. Sánchez Conde y su grupo en la UAM. De hecho, y desde enero pasado, él mismo es coordinador científico dentro de CTA del grupo de trabajo dedicado a la “materia oscura y física exótica”, compuesto por decenas de expertos internacionales en la materia.

La entrada del IFT UAM-CSIC como miembro de pleno derecho en el Consorcio CTA supone además una nueva oportunidad para todos aquellos investigadores de la UAM interesados en Astropartículas, puesto que a partir de ahora podrán unirse a CTA si así lo desean. Esto les permitiría disfrutar de primera mano no sólo de los preciados datos venideros y de las herramientas más sofisticadas para su análisis, sino también de la experiencia de los más de 1500 científicos que componen CTA en la actualidad. Una oportunidad similar ya existía de cara a la colaboración Fermi LAT que opera el Large Area Telescope a bordo del satélite de rayos gamma Fermi de la NASA, y de la que el Dr. Sánchez Conde y su grupo son también miembros.

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Imagen: Representación artística de CTA-Norte ubicado en el Observatorio del Roque de los Muchachos en la isla de La Palma. A 2.200 metros de altitud y ubicado en una meseta por debajo del borde de un cráter volcánico extinto, el sitio alberga actualmente un observatorio de rayos gamma en funcionamiento, los telescopios Cherenkov (MAGIC) de rayos gamma, así como una amplia variedad de telescopios ópticos de varios tamaños. El plan es que el sitio albergue cuatro telescopios CTA de gran tamaño y 15 telescopios de tamaño mediano.  Crédito: Gabriel Pérez Díaz, IAC.

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