La Paz, Bolivia

EXPERIMENTO ALPACA

Grupo de Rayos Cósmicos, UMSA

Acerca de Alpaca

El experimento ALPACA es un nuevo proyecto orientado a la observación de rayos cósmicos y rayos gamma, lanzado el 2016 entre Bolivia y Japón. Su primera motivación es la de continuar la observación de los rayos gamma de ultra alta energía, por primera vez en el hemisferio del Sur, con un amplio campo de visión y con la mejor presición del mundo.

"¿Qué objetos astrofísicos en la galaxia aceleran los rayos cósmicos más allá de los \(10^{15}\) eV?" Para resolver este misterio, que continúa más de un siglo desde el descubrimiento de los rayos cósmicos, ahora estamos avanzando en un experimento para observar continuamente los rayos gamma de \(10^{13}\) a \(10^{15}\) eV en el hemisferio sur con un amplio campo de visión. Estamos planeando construir un arreglo experimental para detectar los chubascos de partículas de una superficie de 83,000 m2 y un conjunto de detectores de muones subterráneos de 5,400 m2, en una montaña a una altitud de 4,740 m a mitad del monte Chacaltaya en las afueras de La Paz, Bolivia. El conjunto de detectores de muones nos permite seleccionar los chubascos pobres en muones (es decir, chubascos inducidos por rayos gamma primarios) y así mejorar la sensibilidad de los rayos gamma del arreglo experimental. El proyecto se llama detector de partículas de área grande de los Andes para la física y la astronomía de rayos cósmicos (ALPACA) por su siglas en ingles (Andes Large-area PArticle detector for Cosmic-ray physics and Astronomy), en honor al animal que habita en América del Sur.

Una gran ventaja al observar el cielo en el hemisferio sur es que el centro de la galaxia entra dentro del campo de visión. Recientemente se ha sugerido que los rayos cósmicos posiblemente se aceleran a energías ultraaltas en la región extendida alrededor del centro galáctico. Si detectamos rayos gamma de energía ultraalta producidos por las interacciones de estos rayos cósmicos acelerados con el gas ambiental, podremos avanzar mucho en el estudio del origen de los rayos cósmicos. También tenemos muchos otros candidatos prometedores para aceleradores de rayos cósmicos observables, como los restos de supernova.

Además, podemos contribuir a los siguientes temas de investigación relacionados con los rayos cósmicos. La medición de la distribución de energía de cada núcleo de rayos cósmicos alrededor de la "rodilla del espectro" conduce a la investigación del origen de los rayos cósmicos, junto con la observación de rayos gamma de ultra alta energía mencionada anteriormente. La observación de la anisotropía de rayos cósmicos en el hemisferio celeste sur producirá nueva información sobre el flujo de rayos cósmicos en las proximidades del sistema solar, junto con los datos obtenidos para el hemisferio celeste norte. En cuanto al campo magnético coronal solar, una gran cantidad de datos esperados de la ubicación casi ecuatorial del sitio experimental hará posible un estudio detallado.