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Radiación Askaryan

La radiación Askaryan [1] [2] [3] [4] también conocida como efecto Askaryan es el fenómeno por el cual una partícula que viaja más rápido que la velocidad de fase de la luz en un dieléctrico denso (como la sal, el hielo o el regolito lunar ) produce una lluvia de partículas cargadas secundarias que contiene una anisotropía de carga y emite un cono de radiación coherente en la parte de radio o microondas del espectro electromagnético . La señal es el resultado de la radiación Cherenkov de las partículas individuales en la lluvia. Las longitudes de onda mayores que la extensión de la lluvia interfieren de manera constructiva y, por lo tanto, crean una señal de radio o microondas que es más fuerte en el ángulo Cherenkov. El efecto recibe su nombre de Gurgen Askaryan , un físico soviético-armenio que lo postuló en 1962.

La radiación se observó por primera vez de forma experimental en el año 2000, 38 años después de su predicción teórica. Hasta ahora, el efecto se ha observado en arena de sílice , [5] sal de roca, [6] hielo, [7] y la atmósfera terrestre. [8]

El efecto es de interés primordial en el uso de materia a granel para detectar neutrinos de energía ultraalta . El experimento Antarctic Impulse Transient Antenna (ANITA) utiliza antenas unidas a un globo que vuela sobre la Antártida para detectar la radiación Askaryan producida cuando los neutrinos cósmicos viajan a través del hielo. [9] [10] Varios experimentos también han utilizado la Luna como un detector de neutrinos basado en la detección de la radiación Askaryan. [11] [12] [13] [14]

Véase también

Referencias

  1. ^ Askar'yan, GA (1961). "Exceso de carga negativa de una lluvia de electrones y fotones y su emisión de radio coherente". Zh. Eksp. Teor. Fiz . 41 (1961): 616--618.
  2. ^ Askar'yan, GA (septiembre de 1965). "Emisión de radio coherente de lluvias cósmicas en el aire y en medios densos" (PDF) . Soviet Physics JETP . 21 : 658.
  3. ^ Hanson, Jordan C; Connolly, Amy L (2016). "Análisis complejo de la radiación Askaryan: un tratamiento completamente analítico que incluye el efecto LPM y el factor de forma en cascada". Astroparticle Physics . 91 : 75–89. arXiv : 1605.04975 . Código Bibliográfico :2017APh....91...75H. doi :10.1016/j.astropartphys.2017.03.008. S2CID  118850005.
  4. ^ Alvarez-Muñiz, Jaime; Romero-Wolf, Andrés; Zas, Enrique (2011-11-11). "Cálculos prácticos y precisos de la radiación Askaryan". Physical Review D . 84 (10): 103003. arXiv : 1106.6283 . Bibcode :2011PhRvD..84j3003A. doi :10.1103/PhysRevD.84.103003. ISSN  1550-7998. S2CID  119212570.
  5. ^ Saltzberg, David; Gorham, P; Walz, D; Field, C; Iverson, R; Odian, A; Resch, G; Schoessow, P; Williams, D (2001). "Observación del efecto Askaryan: emisión Cherenkov de microondas coherente a partir de asimetría de carga en cascadas de partículas de alta energía". Physical Review Letters . 86 (13): 2802–5. arXiv : hep-ex/0011001 . Código Bibliográfico :2001PhRvL..86.2802S. doi :10.1103/PhysRevLett.86.2802. PMID  11290043. S2CID  5600492.
  6. ^ Gorham, PW; Saltzberg, D.; Field, RC; Guillian, E.; Milinčić, R.; Miočinović, P.; Walz, D.; Williams, D. (21 de julio de 2005). "Medidas del acelerador del efecto Askaryan en la sal de roca: una hoja de ruta hacia detectores de neutrinos subterráneos de teratones". Physical Review D . 72 (2): 023002. arXiv : astro-ph/0412128 . Código Bibliográfico :2005PhRvD..72b3002G. doi :10.1103/PhysRevD.72.023002. ISSN  1550-7998. OSTI  1442457. S2CID  53870487.
  7. ^ Gorham, PW; Barwick, SW; Beatty, JJ; Besson, DZ; Binns, WR; Chen, C.; Chen, P.; Clem, JM; Connolly, A.; Dowkontt, PF; DuVernois, MA (25 de octubre de 2007). "Observaciones del efecto Askaryan en el hielo". Physical Review Letters . 99 (17): 171101. arXiv : hep-ex/0611008 . Código Bibliográfico :2007PhRvL..99q1101G. doi :10.1103/PhysRevLett.99.171101. ISSN  0031-9007. PMID  17995315. S2CID  16332031.
  8. ^ Buitink, Stijn; Corstanje, A.; Falcke, H; Hörandel, J. R; Huege, T; Nelles, A; Rachelen, JP; Rossetto, L; Schellart, P; Scholten, O; Ter Veen, S; Thoudam, S; Trinh, TN G; Anderson, J; Asgekar, A; Avruch, IM; Bell, ME; Bentum, MJ; Bernardi, G; Mejor, P; Bonafede, A; Breitling, F; Broderick, JW; Brouw, WN; Bruggen, M; Carnicero, HR; Carbone, D; Ciardi, B; Conway, JE; et al. (2016). "Un gran componente de masa ligera de los rayos cósmicos a 10 17 –10 17,5 electronvoltios a partir de observaciones de radio". Naturaleza . 531 (7592): 70–3. arXiv : 1603.01594 . Código Bibliográfico :2016Natur.531...70B. doi :10.1038/nature16976. PMID  26935696. S2CID  205247687.
  9. ^ "Resumen del proyecto ANITA". Archivado desde el original el 24 de septiembre de 2015. Consultado el 17 de junio de 2006 .
  10. ^ "Colaboración con ARIANNA". Archivado desde el original el 17 de mayo de 2016. Consultado el 28 de noviembre de 2014 .
  11. ^ Proyecto GLUE
  12. ^ "Proyecto NuMoon". Archivado desde el original el 17 de septiembre de 2009. Consultado el 5 de febrero de 2010 .
  13. ^ Proyecto LUNASKA
  14. ^ Proyecto RESUN

Enlaces externos