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El equipo busca financiación a través de la plataforma de micromecenazgo Indiegogo, para poder detectar estas partículas elementales de la atmósfera

Estudiantes de la UPC, a la caza de muones en la estratosfera para comprobar la teoría de la relatividad

Un grupo de cinco estudiantes de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ha sido seleccionado, en el marco del programa europeo REXUS/BEXUS, para diseñar y llevar a cabo un experimento en la estratosfera con el que comprobarán la teoría de la relatividad especial de Einstein. Concretamente, lo harán estudiando los muones, unas partículas elementales que se encuentran en la atmósfera. Son el equipo más joven —y el único en España— que participa en la iniciativa. Hasta el 8 de junio se pueden hacer aportaciones económicas para financiar el proyecto, a través de http://igg.me/at/gocadmus.

20/04/2017
Los estudiantes de la UPC se han unido para llevar a cabo un proyecto interdisciplinario: verificar la teoría de la relatividad especial que tanto les fascina, a través de un experimento que se lanzará al espacio en un globo estratosférico, el próximo mes de octubre desde Suecia. Lo harán en el marco del programa REXUS/BEXUS, que permite a los estudiantes de toda Europa llevar a cabo experimentos en cohetes y globos estratosféricos. Se trata de una iniciativa impulsada bajo un acuerdo bilateral entre el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y el Consejo Espacial Nacional Sueco (SNSB), en colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA).

Construcción de un detector de partículas
El proyecto, que lleva por nombre CADMUS (Cloud chamber of high Altitude Detection of Muons Under Special relativity effects), consiste en diseñar y construir un detector de partículas: una cámara de niebla para detectar muones, unas partículas elementales que resultan de la interacción de los rayos cósmicos con la atmósfera. El principal objetivo es captar el trazado de los muones y calcular, durante la fase de ascensión del globo, la cantidad de estas partículas que se detectan en cada rango de altitud. Con ello, lograrán obtener el valor medio de vida de los muones, una información que compararán con la predicción obtenida de la teoría de la relatividad especial formulada por Albert Einstein.

La semivida de los muones es muy corta, alrededor de dos microsegundos (cien veces más rápido que lo que tardamos en cerrar y abrir los ojos) y según la física clásica no tendrían tiempo de llegar a la superficie de la Tierra. Pero, tal como predice la relatividad, las partículas se mueven tan rápidamente que perciben el tiempo muy lentamente. Esta dilatación temporal es imperceptible si no te mueves a velocidades cercanas a la de la luz. En el caso de los muones se mueven a tan gran velocidad que sufren un efecto de dilatación temporal. Comprobar esta teoría es de interés esencial porque afecta directamente al funcionamiento de los satélites e, indirectamente, al de los teléfonos móviles, entre otros dispositivos.

A día de hoy ya se han elaborado diferentes experimentos científicos de este tipo. Sin embargo, sólo se ha comprobado la presencia de los muones en dos puntos diferentes de altitud (uno a nivel del mar y otro a cierta altitud en una montaña, por ejemplo). A partir de ahora, en cambio, el experimento del grupo CADMUS estudiará la presencia de muones en muchos más puntos de altitud.

Un viaje en el espacio lleno de retos
Los estudiantes se han animado a llevar a cabo este proyecto cautivados no sólo por los aspectos científicos que supone, sino también por el reto de trabajar en equipo un proyecto real y complejo de ingeniería, interdisciplinario, que abarca distintos ámbitos. Fueron seleccionados el noviembre pasado, después de presentar su propuesta en Amsterdam ante un jurado formado por expertos y técnicos de las agencias espaciales alemana (DLR) y sueca (SNSB). También han recibido formación sobre los requerimientos que debe cumplir su experimento para ser lanzado al espacio, junto con los otros participantes en el programa.

El experimento se llevará a cabo en octubre, a bordo de un globo (BEXUS) y un cohete (REXUS) que se lanzarán a la estratosfera, junto con los otros ocho experimentos internacionales. El lanzamiento se realizará desde la base de la agencia sueca en Kiruna, en el norte de Suecia.

Campaña de micromecenazgo
El equipo CADMUS ha iniciado, hasta el 8 de junio, una campaña de micromecenazgo a través de la plataforma Indiegogo (http://igg.me/at/gocadmus), para conseguir la financiación necesaria que les permita desarrollar el proyecto. Ahora mismo, los estudiantes cuentan con el apoyo de la Fundación Cellex y, por parte de la UPC, del CFIS, la ETSETB y la EETAC. También reciben el apoyo técnico de expertos del Centro Aeroespacial Alemán (DLR), la Swedish Space Corporation (SSC) y el proyecto cooperativo EuroLaunch, así como del Center of Applied Space Technology and Microgravity (ZARM) y la Agencia Espacial Europea (ESA).

Actualmente, CADMUS está trabajando en la fase de diseño y desarrollo de la cámara de niebla. Ésta irá equipada con dos cámaras fotográficas de alta velocidad cedidas por la start-up canadiense Chronos, que servirán para grabar imágenes (hasta 21.000 fotogramas por segundo) de los rastros rápidos de los muones durante la fase de ascensión del globo. La cámara de niebla es un detector de partículas sencillo que, gracias a la atmósfera sobresaturada de vapor de alcohol, permite observar el rastro de las partículas cargadas que cruzan el detector. El material que se utilizará para construirla será el aluminio, la espuma de célula abierta de polietileno como aislante de la temperatura, la humedad y la presión, así como gomas de plástico para protegerla de las vibraciones, la temperatura exterior y el choque de aterrizaje.

Cuatro de los integrantes del grupo estudian segundo curso del grado en Ingeniería Física en la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Telecomunicación de Barcelona (ETSETB); dos de ellos estudian, al mismo tiempo, el grado en Matemáticas en la Facultad de Matemáticas y Estadística (FME), una doble titulación que se cursa a través del Centro de Formación Interdisciplinaria Superior (CFIS). El quinto estudiante cursa la doble titulación en Ingeniería de Sistemas Aeroespaciales e Ingeniería de Sistemas de Telecomunicación en la Escuela de Ingeniería de Telecomunicaciones y Aeroespacial de Castelldefels (EETAC). El equipo está formado por Adam Teixidó, Gerard Pascual, Guillem Megías, Ramón Garcia y Roger Bahí.


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