Chicos es un proyecto en colaboración
con las Universidades de Caltech, Cal
State Northridge, UC Irvine, con escuelas circundantes y con profesores de
física de escuelas intermedias y superiores, cuyo fin es emplazar una amplia
serie de detectores de partículas en las escuelas del área de Los Angeles. El
objetivo científico de este proyecto es poder detectar y caracterizar muestras
de partículas elementales de alta energía que hasta ahora nunca han sido
observadas. Así mismo, ofrece a estudiantes y maestros de escuelas de los
alrededores la oportunidad única de colaborar con investigadores de Caltech y
de estudiar principios fundamentales de
astrofísica a la vanguardia en materia de particulas cósmicas. Dada la
diversidad racial y cultural de las escuelas de Los Angeles, esperamos que este
proyecto sea un medio para lograr la participación de grupos de estudiantes que
habitualmente no suelen estar presentes
en esta clase de investigación científica. Por lo tanto, además de crear un complejo experimental de partículas
elementales de alta energía, este proyecto ofrece una oportunidad educativa excepcional a los
estudiantes de las escuelas de grado intermedio y superior del área de Los
Angeles.
El
proyecto está coordinado a través del Laboratorio Kellogg en Caltech, bajo la dirección del Professor de Física
Robert McKeown.
Cal State Northridge supervisa el programa
educativo que permite a los
maestros participar en el
proyecto de investigación, así como incorporar
el mismo en el currículo de
enseňanza de Ciencias. Los fondos iniciales del proyecto ha sido aportados
por la Weingart Fundation, la National Science Fundation y Caltech. De Los
Alamos National Laboratory donó mas de 180 detectores fuera de uso procedentes de CYGNUS (otro proyecto cósmico) y los
ordenadores fueron donados por la IBM.
Durante la última decada, la comunidad de
físicos de partículas cósmicas de alta energía ha construido numerosas y
amplias agrupaciones de detección (1-100 km2) para estudiar rayos
cósmicos en altas energías que hasta ahora nunca han sido detectadas ( 1020
eV) . Estas partículas son centenas de millón de veces (108) más
energéticas que las partículas producidas en los aceleradores de partículas
modernos. El origen astrofísico de estas partículas todavía se desconoce pero
se presume que son protones (núcleos de Hidrógeno). Cuando estas partículas chocan con núcleos de
átomos de la parte alta de la atmósfera producen grandes “lluvias” de otras
partículas secundarias. Entre estas, las que presentan una mayor energía pueden
ser detectadas en la superficie de la tierra en un área de varios kilómetros de
radio.La frecuencia de incidencia de partículas de altas energías (1020
eV) es baja, por ejemplo en un área de 100 kilómetros cuadrados ocurre una vez
al año. Por lo tanto, para poder observar un número representativo de
partículas de alta energía es importante su deteccion en una amplia área
(cientos de kilómetros cuadrados).
En
los ultimos años el conjunto de detectores más grande fue construido en Japón y
ha producido resultados extremadamente interesantes (ver artículo Sciences
vol.281,Agosto 14, 1998, Página 891). Parece ser que estas partículas
presentan una energía mayor que la prevista, por lo que se ha cuestionado
seriamente la hipótesis de que sean
protones. Incluso se piensa que se pueden identificar “puntos” de origen
de estas partículas en el espacio. Estos resultados han revolucionado este
campo de la ciencia y se ha propuesto incluso construir mayores redes de
detectores. El objetivo principal de este proyecto es recoger más datos sobre
las incidencias de estas partículas, caracterizar su rango de energía así
como identificar la dirección del punto
de origen.
ESTADO ACTUAL Y PLANES PARA EL FUTURO
El área de Los Angeles es ideal para este
tipo de proyecto por sus grandes dimensiones (más de 5000 km2),
además por que presenta una densidad de
población uniforme y escuelas que poseen
una infraestructura disponible.
Se obtuvieron 180 detectores que estaban fuera de uso, procedentes del experimento de New Mexico y se
está trabajando para crear una red de unos 400 km2.
Cada instalación tiene un sistema de detección con un ordenador para
adquirir los datos recibidos y una forma de operar autónoma usando GPS con
control de tiempo para cada incidencia.Los datos de cada estación son
transmitidos via internet al ordenador central de Caltech donde son guardados,
catalogados, analizados y accesibles en las escuelas. La posibilidad de una
infraestructura ya existente, con Internet, con electricidad, al resguardo y
con colaboradores en las escuelas de Los Angeles, ofrece una oportunidad
inigualable para desarrollar un conjunto de estas características.
Potentes ordenadores, sistema GPS y una red
de conexión de alta velocidad son
algunas de las mejoras técnicas que estan dando el fruto esperado para este tipo de investigación como es
CHICOS. El despliegue del proyecto CHICOS comenzó en el Otoňo del 2001 con
la instalación y puesta en servicio de 49 detectores. Se planea continuar el desarrollo de la instalación el próximo aňo y poner en
funcionamiento la mayoria de la red.
EDUCACION
Un programa educativo para maestros
coordinado por Caltech y Cal State University en Northridge (CSUN) aporta el
conocimiento necesario para participar en CHICOS y también para incorporar conceptos fundamentales en el currículo de
enseňanza de las Ciencias. CHICOS ofrece a los maestros una oportunidad
única tanto para su desarrollo profesional como por ser parte de una investigación científica de
primera categoria. Un grupo de maestros ha desarrollado materiales curriculares
sobre la investigación de rayos cósmicos
basados en los objetivos educacionales del estado de California. Estos
materiales estan disponibles en el website de CHICOS http://www.chicos.caltech.edu/classroom/.
La participación de los maestros, la presencia del equipo de CHICOS en
las escuelas y la disponibilidad de material curricular posibilitará a las
escuelas medias y superiors la participación en el proyecto.
Los estudiantes, como parte de su apredizaje científico en la escuela, podrán ser capaces de utilizar los ordenadores y los programas que detectan las partículas de la misma manera que lo hacen los científicos que experimentan con aceleradores de partículas. Los estudiantes podrán revisar, analizar datos, y mejorar el equipo informático. Los estudiantes y los maestros participan en cursos de verano en Caltech para construir equipo informático que forma parte de nuevas instalaciones. El carácter de colaboracion de este proyecto consolida nuevos contactos entre escuelas con sólidos programas de Ciencias y aquellas que necesitan mejorarlos
PLANES
DE FUTURO
CHICOS representa una oportunidad única de
combinar investigación a la vanguardia y
educación de las Ciencias, además de ser el conjunto de detectores de
partículas en operación mas grande del hemisferio norte
En el futuro, desearíamos extender el alcance
del proyecto para cubrir una extensión de Los Angeles aún mayor e incluir un
mayor número de escuelas intermedias y superiores Incrementando el area a
cubrir más de 1000 km2 podría mejorarse la sensibilidad de los
detectores de rayos cósmicos de alta energía.
Además el programa educacional podría extenderse a unos 10,000
estudiantes y unos 300 profesores. Este
proyecto tendría un impacto aún mayor tanto en la investigacion de rayos
cósmicos como en la educación de las Ciencias en el área de Los Angeles.
PARA MAYOR INFORMACION
Comuniquese con Dr.Theresa Lynn coordinadora
del proyecto CHICOS en chico@caltech.ech.edu
o visite CHICOS en http://www.chicos.caltech.edu.
Traducido al espanol por los alumnos Gerson
Lam y Adonai Castillo de San Fernando M.S.
Supervision Mr.J.Bescos Science Chairperson
Finalizado por Ms. Maria Martín, Alhambra
H.S.