PROYECTO HUMANO
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El extraño caso de las erupciones solares y elementos radiactivos .

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El extraño caso de las erupciones solares y elementos radiactivos .

Mensaje por Carol el Lun Sep 13, 2010 10:20 am

Cuando los investigadores encontraron un vínculo inusual entre las erupciones solares y la vida interior de los elementos radiactivos en la Tierra, desencadenó una investigación policial científica que podría terminar la protección de las vidas de los astronautas caminando en el espacio y tal vez la reescritura de algunos de los supuestos de la física.


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Peter Sturrock, profesor emérito de física aplicada

DAN POR STÖBER

Es un misterio que se presentó inesperadamente: La desintegración radiactiva de algunos elementos sentado en silencio en los laboratorios en la Tierra parece estar influenciada por las actividades al interior del sol, 93 millones de kilómetros.

¿Es esto posible?

Los investigadores de Stanford y la Universidad de Purdue creo que sí. Pero su explicación de cómo sucede se abre la puerta a un nuevo misterio.

Hay incluso una posibilidad de que este efecto inesperado es causado por una partícula emitida previamente desconocidos por el sol. "Eso sería realmente notable", dijo Peter Sturrock, emérito de Stanford profesor de Física Aplicada y experto en el funcionamiento interno del sol.

La historia comienza, de alguna manera, de las aulas de todo el mundo, donde los estudiantes se les enseña que la tasa de desintegración de un material radiactivo específicos es una constante. Este concepto que se invoque, por ejemplo, cuando los antropólogos uso del carbono-14 a la fecha de artefactos antiguos y cuando los médicos a determinar la dosis adecuada de radiactividad para el tratamiento de un paciente con cáncer.

Números aleatorios

Pero esta suposición fue impugnada de manera inesperada por un grupo de investigadores de la Universidad de Purdue que en ese momento estaban más interesados en los números al azar que la desintegración nuclear. (Los científicos usan largas listas de números al azar para una variedad de cálculos, pero son difíciles de producir, ya que el proceso utilizado para producir los números tiene una influencia en el resultado.)

Efraín Fischbach, profesor de física en la Universidad Purdue, está considerando la velocidad de desintegración radiactiva de los isótopos de varios como una posible fuente de números aleatorios generados sin ninguna intervención humana. (Una masa de material radiactivo cesio-137, por ejemplo, puede decaer a un ritmo constante en general, pero los átomos individuales dentro de la protuberancia se desintegran en un patrón impredecible y aleatoria. Así, el calendario de las garrapatas al azar de un contador Geiger coloca cerca del cesio podría utilizarse para generar números aleatorios.)

Como los investigadores a través de poros publicado los datos de isótopos específicos, se encontraron discrepancias en las tasas de atenuación medidos - extraño que supone constantes físicas.

Comprobación de los datos recogidos en el Brookhaven National Laboratory, en Long Island y la Física y del Instituto Técnico Federal de Alemania, se encontraron con algo aún más sorprendente: la observación a largo plazo de la tasa de atenuación de silicio-32 y el radio 226-parecía mostrar una pequeña temporada variación. La velocidad de desintegración fue nunca tan ligeramente más rápido en invierno que en verano.

¿Era real de fluctuación, o era simplemente un problema técnico en el equipo utilizado para medir la decadencia, inducida por el cambio de estaciones, con los subsiguientes cambios en la temperatura y la humedad?

"Todo el mundo pensó que tenía que deberse a errores experimentales, porque todos estamos educados para creer que las tasas de descomposición son constantes", dijo Sturrock.

El sol habla

El 13 de diciembre 2006, el mismo sol proporcionan una pista crucial, cuando una erupción solar envió una corriente de partículas y radiación hacia la Tierra. Purdue ingeniero nuclear Jere Jenkins, mientras que la medición de la tasa de decaimiento del manganeso-54, un isótopo de corta duración utilizados en el diagnóstico médico, se dio cuenta que la tasa se redujo ligeramente durante el brote, una disminución que comenzó alrededor de un día y medio antes de la llamarada.

Si esta relación aparente entre las llamaradas y las tasas de atenuación resulta cierto, esto podría conducir a un método de predicción de las erupciones solares antes de su ocurrencia, lo que podría ayudar a evitar daños a los satélites y redes eléctricas, así como salvar la vida de los astronautas en el espacio.

La tasa de atenuación de las aberraciones que Jenkins cuenta tuvo lugar a mediados de la noche en Indiana - lo que significa que algo producido por el sol había recorrido todo el camino hasta la Tierra para llegar a los detectores de Jenkins. ¿Qué puede la llamarada enviará a que podría tener ese efecto?

Jenkins y Fischbach adivinado que los culpables en este poco de travesura tasa de caries fueron probablemente los neutrinos solares, las partículas famoso casi sin peso para volar a casi la velocidad de la luz a través del mundo físico - los seres humanos, las rocas, los océanos o los planetas - con casi ninguna interacción con nada.

Luego, en una serie de artículos publicados en Física de Astropartículas, instrumentos y métodos nucleares en Investigación de Física y Ciencia Espacial Comentarios, Jenkins, Fischbach y sus colegas demostraron que las variaciones observadas en las tasas de descomposición fueron altamente improbable que han venido de las influencias ambientales sobre la detección sistemas.

Motivo de sospecha

Sus resultados fortalecido el argumento de que las oscilaciones extrañas en las tasas de atenuación fueron causados por neutrinos procedentes del sol. Los cambios parecían estar en sintonía con la órbita elíptica de la Tierra, con las tasas de atenuación oscilante como la Tierra se acercó al sol (donde sería expuesto a más neutrinos) y luego se aleja.

Así que había buenas razones para sospechar que el sol, pero podría ser probado?

Introduzca Peter Sturrock, emérito de Stanford profesor de Física Aplicada y experto en el funcionamiento interno del sol. Durante una visita al Observatorio Solar Nacional en Arizona, Sturrock fue entregado copias de los artículos de revistas científicas escritas por los investigadores de Purdue.

Sturrock sabía por experiencia que la intensidad de la lluvia de neutrinos del Sol envía continuamente corriendo hacia la Tierra varía en forma regular hasta que el sol se gira y muestra una cara diferente, como una versión más lenta de la luz giratoria en un vehí*** policial. Su consejo a Purdue: Busque evidencia de que los cambios en la desintegración radiactiva en la Tierra varía con la rotación del sol. "Eso es lo que sugiere. Y eso es lo que hemos hecho."

Una sorpresa

Volviendo a echar otro vistazo a los datos de la desintegración del laboratorio de Brookhaven, los investigadores encontraron un patrón recurrente de 33 días. Fue un poco una sorpresa, dado que la mayoría de las observaciones solares presentan un patrón de unos 28 días - la velocidad de rotación de la superficie del sol.

La explicación? El núcleo del Sol - donde las reacciones nucleares producen neutrinos - al parecer gira más lentamente que la superficie que vemos. "Puede parecer contra-intuitivo, pero parece como si el núcleo gira más lentamente que el resto del sol", dijo Sturrock.

Todas las pruebas apuntan hacia una conclusión de que el sol es "comunicar" con los isótopos radiactivos en la Tierra, dijo Fischbach.

Pero hay una gran pregunta y no dejó sin respuesta. Nadie sabe cómo los neutrinos podrían interactuar con materiales radiactivos a cambiar su velocidad de desintegración.

"No tiene sentido de acuerdo a las ideas convencionales", dijo Fischbach. Jenkins caprichosamente agregó: "Lo que estamos sugiriendo es que algo que realmente no interactuar con cualquier cosa es cambiar algo que no se puede cambiar."

"Es un efecto que todavía nadie entiende", coincidió Sturrock. "Los teóricos están empezando a decir: '¿Qué está pasando?' Pero eso es lo que la evidencia apunta a. Es un reto para los físicos y un desafío para el pueblo solar también. "

Si la partícula misterio no es un neutrino, "Tendría que ser algo que no sé, una de las partículas desconocidas que también es emitida por el sol y tiene efecto, y que sería aún más notable", dijo Sturrock.

Chantal Jolagh, un pasante de la ciencia-escritura en el Servicio de Noticias de Stanford, contribuyó a esta historia.
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