Ciudad de Buenos Aires,
Martín Olivera
Crédito foto: CONICET
En la Base Antártica Conjunta Marambio, el detector Neurus registra partículas generadas por rayos cósmicos para estudiar cambios en la atmósfera terrestre. Sus mediciones permiten estimar la presión atmosférica a unos 15 kilómetros de altitud.
Dicho proyecto reúne al Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), la Universidad de Buenos Aires (UBA) y el Instituto Antártico Argentino. El trabajo fue publicado en Earth and Space Science, revista de la American Geophysical Union.
Los rayos cósmicos son partículas subatómicas que viajan por el espacio a velocidades cercanas a la luz. Al impactar contra gases atmosféricos, generan una lluvia de partículas secundarias que puede detectarse desde la superficie terrestre.
Neurus funciona mediante un tanque de agua ultrapura equipado con un sensor de alta sensibilidad llamado fotomultiplicador. Ese sensor detecta y amplifica destellos muy débiles producidos dentro del agua.
Cuando una partícula cargada atraviesa el tanque, genera un destello conocido como radiación Cherenkov. El fenómeno ocurre porque esa partícula supera la velocidad de la luz dentro del agua.
El sistema electrónico registra cuántas partículas llegan y cuánta energía deposita cada una. Con esos datos, los investigadores obtienen una señal comparable con la huella de la partícula observada.
Actualmente, Neurus detecta unas 600 mil partículas por hora en condiciones extremas de operación polar. Debido a ese volumen, los datos se almacenan localmente y una síntesis viaja al continente.
Cada evento queda registrado con una marca temporal de 10 nanosegundos mediante sincronización por Sistema de Posicionamiento Global. El detector también usa electrónica basada en matriz de compuertas programables en campo, conocida como FPGA.
La medición resulta relevante porque vincula partículas originadas fuera de la Tierra con variables atmosféricas difíciles de observar continuamente. En este caso, el equipo identificó una correlación entre rayos cósmicos y presión atmosférica.
A partir de esa relación, los investigadores desarrollaron un modelo para estimar presión en la baja estratósfera. Esa capa atmosférica se ubica alrededor de 15 kilómetros de altitud y participa en procesos atmosféricos globales.
La Antártida ofrece condiciones singulares para este tipo de monitoreo por su ubicación y dinámica atmosférica. Allí, los instrumentos deben operar con conectividad limitada, bajas temperaturas y restricciones logísticas propias del continente.
Desde 2024, el proyecto cuenta con un segundo nodo en la Base San Martín, separado unos 700 kilómetros de Marambio. Esa distancia permite comparar mediciones entre dos puntos de la península antártica y validar modelos.
Neurus forma parte del Observatorio Gigante Latinoamericano (LAGO). Esta red conecta detectores desde México hasta la Antártida y deriva del Observatorio Pierre Auger, ubicado en Mendoza.
El avance muestra cómo partículas generadas por rayos cósmicos pueden funcionar como sensores ambientales indirectos. Con mediciones desde la superficie, Neurus aporta información sobre la baja estratósfera y amplía el monitoreo atmosférico en regiones polares