El primer sistema 'GPS' del mundo utiliza rayos cósmicos

Los científicos desarrollan un sistema de posicionamiento global que puede rastrear los movimientos subterráneos utilizando potentes rayos cósmicos.

Ilustración de los rayos cósmicos que golpean la Tierra desde el espacio. Foto: Shutterstock — Ilustración de los rayos cósmicos que golpean la Tierra desde el espacio. Foto: *Shutterstock*

Los rayos cósmicos son partículas de alta energía que se originan en el espacio exterior, incluidas fuentes como el Sol, galaxias distantes, supernovas y otros cuerpos celestes. Aunque los humanos no pueden ver ni sentir directamente los rayos cósmicos, éstos caen constantemente sobre la Tierra desde el espacio. De hecho, son tan abundantes que los científicos estiman que cada minuto un rayo cósmico impacta un centímetro cuadrado de la superficie de la Tierra.

Un equipo de investigación dirigido por el profesor Hiroyuki Tanaka de la Universidad de Tokio utilizó rayos cósmicos para desarrollar un sistema de posicionamiento global que puede rastrear movimientos bajo tierra, informó Interesting Engineering el 18 de junio. Nueva investigación publicada en la revista iScience.

Al entrar en la atmósfera de la Tierra, los rayos cósmicos chocan con moléculas y átomos en el aire, creando partículas secundarias llamadas muones. Los muones son partículas subatómicas fundamentales similares a los electrones pero 207 veces más pesadas. Los muones pueden penetrar sólidos, el grado de penetración depende de la densidad del objeto. Por ejemplo, las rocas y los edificios absorben muchos muones debido a su alta densidad.

Mientras tanto, el GPS se basa en ondas de radio tradicionales, que suelen ser más débiles a mayores altitudes y son susceptibles a la dispersión. Esto dificulta su uso para detectar movimiento subterráneo.

Tanaka y sus colegas explotaron las propiedades de los rayos cósmicos para mapear lugares difíciles de alcanzar como volcanes, núcleos de reactores nucleares y pirámides. Desarrollaron un nuevo sistema de posicionamiento inalámbrico utilizando muones llamado MuWNS. El sistema incluye detectores de referencia en la superficie y un detector receptor subterráneo para detectar la trayectoria del muón. Al analizar el tiempo y la dirección de los muones, MuWNS determina la posición relativa del detector receptor subterráneo con respecto al detector de referencia en la superficie.

Todos los datos recogidos servirán luego para reconstruir las trayectorias de los muones para crear un modelo o mapa del área subterránea. Los mapas pueden proporcionar información valiosa, como la composición y la densidad de los materiales que atraviesan los muones, lo que permite a los expertos visualizar estructuras subterráneas y características geográficas.

El equipo probó el nuevo sistema MuWNS asignando a un robot receptor una ubicación en el sótano y colocando cuatro detectores de referencia en el sexto piso de un edificio. Luego reconstruyeron con éxito la trayectoria del tunelador analizando los rayos cósmicos captados por los detectores.

Un equipo de expertos ha demostrado el primer sistema de posicionamiento global basado en rayos cósmicos que podría respaldar futuras misiones de búsqueda y rescate y operaciones de monitoreo de volcanes. A continuación, planean mejorar MuWNS para que pueda integrarse en teléfonos inteligentes.

Kommentar (0)