Un reciente estudio propone que los rayos cósmicos podrían ofrecer una nueva herramienta para rastrear y estudiar tornados y otros fenómenos meteorológicos severos.
Al combinar datos meteorológicos locales con simulaciones astrofísicas avanzadas, los investigadores investigaron si un dispositivo que normalmente detecta partículas de alta energía llamadas muones podría usarse para medir remotamente tormentas supercelulares, responsables de la formación de tornados.
Actualmente, la instrumentación convencional para rastrear tornados se basa en tecnologías como drones o globos meteorológicos, métodos que frecuentemente requieren que los científicos se acerquen peligrosamente a la tormenta.
Sin embargo, al estudiar cómo estas tormentas afectan a los muones, que son más pesados que los electrones y viajan casi a la velocidad de la luz, los investigadores han descubierto una potencial herramienta adicional para obtener una imagen más precisa de las condiciones climáticas subyacentes.
"Lo que pasa con los muones atmosféricos es que son sensibles a las propiedades de la atmósfera por la que viajan", explicó William Luszczak, autor principal del estudio y miembro del Centro de Cosmología y Física de Astropartículas de la Universidad Estatal de Ohio.
"Si tienes un grupo de muones que viajaron a través de una tormenta eléctrica, la cantidad que vas a medir en el otro lado es diferente a la de un conjunto de muones que viajaron a través de un día bonito".
Los muones, en comparación con otras partículas cósmicas, tienen muchas aplicaciones únicas en el mundo real, incluyendo la observación del interior de grandes estructuras como las pirámides y la detección de material nuclear peligroso.
Imagen: Un dibujo de la configuración considerada en este artículo (no a escala). Los rayos cósmicos interactúan en la atmósfera superior y los muones secundarios se propagan a través de una tormenta supercélula. Se coloca un detector de muones en el lado opuesto de la tormenta, y se calcula el efecto del campo de presión de la tormenta sobre el flujo de muones atmosféricos. Crédito: Vista al Mar
Las simulaciones de Luszczak indican que las tormentas supercelulares causan leves cambios en el número, la dirección y la intensidad de estas partículas.
Para llegar a estas conclusiones, los investigadores utilizaron un modelo tridimensional de nubes que considera múltiples variables como el viento, la temperatura, la lluvia, la nieve y el granizo.
Aplicaron observaciones de la supercélula de 2011 en El Reno, Oklahoma, que generó varios tornados, para medir las variaciones en la presión del aire en la región alrededor de una tormenta simulada en el lapso de una hora.
En resumen, los resultados mostraron que los muones se ven efectivamente afectados por el campo de presión dentro de los tornados, aunque se necesita más investigación para comprender completamente el proceso.
El uso de muones para predecir y analizar patrones climáticos futuros podría significar que los científicos no tendrían que colocar instrumentos cerca de un tornado para obtener estas mediciones, destacó Luszczak.
