El primer sistema 'GPS' del mundo utiliza rayos cósmicos

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

Ilustración de rayos cósmicos que impactan la Tierra desde el espacio. Foto: Shutterstock — Ilustración de rayos cósmicos que impactan 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 pueden verlos ni sentirlos directamente, estos inciden constantemente sobre la Tierra desde el espacio exterior. De hecho, son tan abundantes que los científicos estiman que un rayo cósmico incide sobre un centímetro cuadrado de la superficie terrestre cada minuto.

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 los movimientos subterráneos, 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, colisionan 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 objetos sólidos, dependiendo de su densidad. 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 dispersarse, lo que dificulta su uso para detectar movimiento 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 mediante muones, llamado MuWNS. El sistema consta de detectores de referencia en la superficie y un detector receptor subterráneo para detectar la trayectoria de los muones. Al analizar la sincronización 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 utilizan para reconstruir las trayectorias de los muones y crear un modelo o mapa del área subterránea. El mapa puede proporcionar información valiosa, como la composición y la densidad de los materiales que atraviesan los muones, lo que permite a los expertos visualizar las estructuras subterráneas y las características geológicas.

El equipo probó el nuevo sistema MuWNS colocando un robot receptor en un sótano y cuatro detectores de referencia en la sexta planta de un edificio. Posteriormente, reconstruyeron con éxito la trayectoria de la persona en el sótano mediante el análisis de los rayos cósmicos captados por los detectores.

El equipo ha demostrado el primer sistema de posicionamiento global (GPS) basado en rayos cósmicos del mundo , que podría respaldar futuras misiones de búsqueda y rescate, así como la monitorización de volcanes. Próximamente, planean mejorar MuWNS para que pueda integrarse en teléfonos inteligentes.

Thu Thao (Según Interesting Engineering )

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