El primer sistema 'GPS' del mundo que utiliza rayos cósmicos

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

Ilustración de rayos cósmicos impactando la Tierra desde el espacio. Foto: Shutterstock — Ilustración de rayos cósmicos impactando la Tierra desde el espacio. Foto: *Shutterstock*

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

Un equipo de investigación liderado por el profesor Hiroyuki Tanaka de la Universidad de Tokio utilizó rayos cósmicos para desarrollar un sistema de posicionamiento global capaz de rastrear movimientos bajo tierra, según informó Interesting Engineering el 18 de junio. La nueva investigación fue publicada en la revista iScience.

Cuando los rayos cósmicos entran en la atmósfera terrestre, chocan con las moléculas y los átomos del 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 objetos sólidos, dependiendo 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 son más débiles a mayores altitudes y propensas a la dispersión, lo que dificulta su uso para detectar movimientos bajo tierra.

Tanaka y sus colegas aprovecharon las propiedades de los rayos cósmicos para cartografiar lugares de difícil acceso como volcanes, núcleos de reactores nucleares y pirámides. Desarrollaron un nuevo sistema de posicionamiento inalámbrico basado en muones, denominado MuWNS. El sistema consta de detectores de referencia en la superficie y un detector receptor subterráneo que detecta la trayectoria de los muones. Mediante el análisis del tiempo y la dirección de los muones, MuWNS determina la posición del detector receptor subterráneo con respecto al detector de referencia en la superficie.

Todos los datos recopilados se utilizarán para reconstruir las trayectorias de los muones y crear un modelo o mapa del área subterránea. Este mapa puede proporcionar información valiosa, como la composición y la densidad de los materiales que atravesaron los muones, lo que permitirá a los expertos visualizar las estructuras subterráneas y las características geográficas.

El equipo probó el nuevo sistema MuWNS colocando un robot receptor en el sótano y cuatro detectores de referencia en el sexto piso de un edificio. Posteriormente, lograron reconstruir la trayectoria de la persona bajo tierra analizando los rayos cósmicos captados por los detectores.

El equipo ha demostrado el primer sistema de posicionamiento global del mundo basado en rayos cósmicos, que podría ser útil en futuras misiones de búsqueda y rescate y en la monitorización de volcanes. Su próximo objetivo es mejorar MuWNS para que pueda integrarse en teléfonos inteligentes.

Thu Thao (Según Interesting Engineering )

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