100 años de rayos cósmicos (V)

(Este artículo es continuación de 100 años de rayos cósmicos (IV). Te recomiendo que lo leas primero.)

La cámara de niebla de Wilson permitía seguir el rastro de partículas individuales cargadas que se formaban en las cascadas iniciadas por los rayos cósmicos primarios. En 1932, usando una cámara de niebla dentro de un campo magnético, Carl Anderson hizo el primer descubrimiento en la exploración del mundo de las partículas: el positrón, que nos abrió la puerta de la antimateria. Por ello Anderson compartió el premio Nobel con Hess en 1936.

Imagen de una cámara de niebla.

En 1936, con otra cámara de niebla y su estudiante Seth Neddermeyer, Anderson hizo un nuevo descubrimiento. Con una masa intermedia entre el electrón y el protón, ¿podría ser la partícula predicha por Yukawa, mediadora de la interacción fuerte en los núcleos^[1]? Parecía ser que no, pues tenía una vida media demasiado larga (unos 2 μs) y la interacción con la materia era demasiado débil. En realidad, se trataba del muón, un leptón cargado parecido al electrón, sólo que 200 veces más pesado.

Hacia el final de la Segunda Guerra Mundial, empezó a usarse la técnica de la emulsión nuclear. Con ella y a 5,5 km en los Andes bolivianos, Cecil Powell y sus colaboradores encontraron por fin en 1947 el mesón de Yukawa: el pión^[2]. Así, en 1950 Powell recibió el premio Nobel de física por su desarrollo del método fotográfico para estudiar procesos nucleares y por sus descubrimientos de mesones con este método.

Empezaron, entonces, a sucederse nuevos descubrimientos. Partículas neutras desintegrándose en dos partículas cargadas: el mesón K en dos piones cargados (George Rochester y Clifford Butler, 1947); el hiperón Λ en un protón y un pión negativo. El mesón K⁺ en tres piones cargados (Powell, 1948). Todas estas partículas se creaban en las cascadas de protones primarios que interaccionaban en la atmósfera.

Tras dos décadas de descubrimientos, la física de partículas empezó a desplazarse a los aceleradores. Así, la investigación de los rayos cósmicos pasó a la astrofísica y la cosmología, comenzando a estudiarse su composición, sus fuentes y los mecanismos de aceleración que los producían.

Pero, aún nos queda saber qué más había en los rayos cósmicos, además de protones. Y en cuanto a la antimateria y los antimundos... No te pierdas el siguiente artículo de la serie.
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Fuente:
http://www.physicstoday.org/resource/1/phtoad/v65/i2/p30_s1

1. ^{^} Posteriormente, con el desarrollo de la cromodinámica cuántica, el gluón desplazó al pión como mediador de la interacción fuerte.
2. ^{^} Con una vida media de unos 10 ns.