Ya está puesto en órbita el Alpha Magnetic Spectrometer. Un gigantesco detector de rayos cósmicos (8500 kilos y 64 metros cúbicos) instalado en la estación espacial internacional ISS, construido y operado por un equipo internacional de expertos. Con el estudio de rayos cósmicos se esperan avances y descubrimientos relativos a la antimateria, la materia oscura, entre otros.
El AMS tuvo una historia bastante accidentada hasta su puesta en órbita. A pesar de su coste, de 2,000 millones de dólares, y 16 años de desarrollo, hubo un riesgo importante de que se quedara juntando polvo en algún galpón, debido al plan de retirada de órbita de los transbordadores espaciales. De hecho la misión STS-134, la última del Endeavour, fue casi agregada ex-profeso al plan de misiones remanentes para garantizar que no se echara a perder esa inversión y la oportunidad que representa.
Diversos componentes permitirán la clasificación de partículas según su masa y su energía.
En su núcleo, un imán permanente de 0.15 Tesla hecho de una aleación de neodimio-hierro-boro deflecta las partículas en una dirección u otra según su carga. Reemplazó al diseño original, un imán superconductor que aunque hubiera sido más potente, hubiera tenido la desventaja de una menor vida útil.
El Transition radiation detector (TRD) permitirá distinguir particulas de masa en reposo pequeña de las de gran masa mediante detección de rayos emitidos por las primeras al atravesar las fibras que componen el detector.
El Time of flight system mide la velocidad y carga de una partícula al registrar mediante destellos entre sus dos capas el paso de las rápidas partículas. Actúa de cronómetro, con precisión de décimas de nanosegundo. Esto permite detectar las velocidades relativistas que normalmente tienen los rayos cósmicos. En este caso, hasta un 98% de la velocidad de la luz.
El Silicon tracker ayuda a medir el momento de las partículas. Son capas que registran con precisión de 10µm la trayectoria que siguen al ser desviadas por el imán permanente. Esto permite calcular la rigidez, definida como el cociente del momento y la carga (R= p/Z). Las partículas más energéticas son más rígidas que las de baja energía - son desviadas con más facilidad por el imán.
El Ring imaging Cherenkov detector (RICH), puede estimar la velocidad de las partículas con gran precisión (0.1%). Se basa en la medición del cono de luz emitido cuando una partícula que se mueve a velocidades relativistas atraviesa un medio en el cual la luz tiene una velocidad inferior a la de la partícula (efecto Cherenkov).
El Electromagnetic CALorimeter (ECAL) es un gran bloque de plomo equipado con instrumentos. Las particulas incidentes interactúan con el denso material provocando una lluvia de partículas de menor energía. La forma de esta lluvia de partículas identifica el tipo de partícula y su energía total.
El Anti-Coincidence Counter (ACC) actúa como filtro, descartando 80% de las partículas que atraviesan el AMS, reservando aquellos eventos útiles. Esto se debe a que los rayos cósmicos vienen de todas direcciones; en cambio el poder del AMS es máximo para partículas que lo atraviesan de extremo a extremo. Las que no puedan ser bien analizadas son descartadas.
El objetivo más excitante del AMS es indagar en lo desconocido, buscar fenómenos que ocurren en la naturaleza que ni siquiera nos hemos imaginado aún y para cuyo descubrimiento no contábamos con herramientas apropiadas
AMS-02 en la bodega del Endeavour - Foto: NASA
Ensamblaje del AMS-02 - Foto: NASA
El AMS tuvo una historia bastante accidentada hasta su puesta en órbita. A pesar de su coste, de 2,000 millones de dólares, y 16 años de desarrollo, hubo un riesgo importante de que se quedara juntando polvo en algún galpón, debido al plan de retirada de órbita de los transbordadores espaciales. De hecho la misión STS-134, la última del Endeavour, fue casi agregada ex-profeso al plan de misiones remanentes para garantizar que no se echara a perder esa inversión y la oportunidad que representa.
Instalación del AMS-02 en la ISS mediante brazo robótico - Fotgramas: NASA TV
Diversos componentes permitirán la clasificación de partículas según su masa y su energía.
En su núcleo, un imán permanente de 0.15 Tesla hecho de una aleación de neodimio-hierro-boro deflecta las partículas en una dirección u otra según su carga. Reemplazó al diseño original, un imán superconductor que aunque hubiera sido más potente, hubiera tenido la desventaja de una menor vida útil.
El imán permanente del AMS - Fuente: AMS
El Transition radiation detector (TRD) permitirá distinguir particulas de masa en reposo pequeña de las de gran masa mediante detección de rayos emitidos por las primeras al atravesar las fibras que componen el detector.
Principio de funcionamiento del TRD - Fuente: AMS
El Time of flight system mide la velocidad y carga de una partícula al registrar mediante destellos entre sus dos capas el paso de las rápidas partículas. Actúa de cronómetro, con precisión de décimas de nanosegundo. Esto permite detectar las velocidades relativistas que normalmente tienen los rayos cósmicos. En este caso, hasta un 98% de la velocidad de la luz.
Las dos capas del time of flight system - Fuente: AMS
El Silicon tracker ayuda a medir el momento de las partículas. Son capas que registran con precisión de 10µm la trayectoria que siguen al ser desviadas por el imán permanente. Esto permite calcular la rigidez, definida como el cociente del momento y la carga (R= p/Z). Las partículas más energéticas son más rígidas que las de baja energía - son desviadas con más facilidad por el imán.
Detalle de los detectores de silicio - Fuente: AMS Génova
El Ring imaging Cherenkov detector (RICH), puede estimar la velocidad de las partículas con gran precisión (0.1%). Se basa en la medición del cono de luz emitido cuando una partícula que se mueve a velocidades relativistas atraviesa un medio en el cual la luz tiene una velocidad inferior a la de la partícula (efecto Cherenkov).
Componentes del detector de Cherenkov - Fuente: AMS
El Electromagnetic CALorimeter (ECAL) es un gran bloque de plomo equipado con instrumentos. Las particulas incidentes interactúan con el denso material provocando una lluvia de partículas de menor energía. La forma de esta lluvia de partículas identifica el tipo de partícula y su energía total.
Lluvia de partículas originada por la interacción con el ECAL - Fuente: AMS
El Anti-Coincidence Counter (ACC) actúa como filtro, descartando 80% de las partículas que atraviesan el AMS, reservando aquellos eventos útiles. Esto se debe a que los rayos cósmicos vienen de todas direcciones; en cambio el poder del AMS es máximo para partículas que lo atraviesan de extremo a extremo. Las que no puedan ser bien analizadas son descartadas.
El anti-coincidence counter actúa como filtro - Fuente: AMS
El objetivo más excitante del AMS es indagar en lo desconocido, buscar fenómenos que ocurren en la naturaleza que ni siquiera nos hemos imaginado aún y para cuyo descubrimiento no contábamos con herramientas apropiadasDr Samuel Ting - premio Nobel y líder del proyecto
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