Estoy leyendo un artículo de la NASA sobre los Grandes Observatorios (para estudiantes de primaria) en el que dice que "los rayos gamma solo se pueden detectar cuando interactúan con la materia". Seguramente solo podemos detectar cualquier cosa cuando interactúa con la materia de nuestro instrumento de detección, pero algunas personas útiles en Rutgers explican que con los rayos gamma, lo que en realidad registramos es la interacción de estos rayos con otra materia.
¿Qué hace que los rayos gamma (a diferencia de otros tipos de radiación electromagnética) sean tan especiales que no puedan detectarse directamente, como la luz visible? ¿Son directamente indetectables en principio , o es solo que no hemos construido ningún instrumento que pueda lidiar con un nivel de energía tan alto, o qué?
EDITAR TOMANDO EN CUENTA LOS COMENTARIOS: Las cosas que he estado leyendo hacen que suene como si la luz visible solo activara un detector, mientras que para detectar un rayo gamma tendría que configurar dos dispositivos: uno para interactuar con el rayo gamma y uno para detectar la luz visible (o lo que sea) de esa interacción. La primera es lo que llamo "detección directa", aunque hay una cadena de cosas sucediendo en mi detector. ¿Es esta una distinción sin una diferencia? Supuse que había algo diferente en los rayos gamma o no se habrían molestado en mencionarlo.
La cita es incorrecta.
“ Los fotones solo se pueden detectar cuando interactúan con la materia”. Es cómo se detectan que cambia con la longitud de onda de la luz.
La radio y las microondas generalmente se detectan midiendo directamente los campos eléctricos/magnéticos. Las ondas interactúan con la materia a gran escala. Los fotones individuales son demasiado débiles para ser detectados.
Los rayos infrarrojos, visibles y ultravioleta generalmente se detectan como fotones individuales. El fotón excita un solo átomo o molécula que luego transfiere carga/cambia de forma/etc. de una manera detectable. La luz se detecta como una partícula en lugar de como una onda.
Los rayos X y los rayos gamma también se detectan a nivel de un solo fotón, pero tienen tanta energía que pueden excitar muchos átomos a la vez. Esto facilita la detección.
Entonces, ¿a qué se refería la cita?
La verdadera diferencia/desafío con los rayos gamma no es la detección, sino la falta de lentes/espejos para formar una imagen coherente. Una pantalla de metal es un espejo para ondas de radio y microondas (también lo es un espejo ordinario). Los infrarrojos, visibles y ultravioleta también pueden usar lentes. Pero para energías más altas, la energía por fotón es tan grande que cambiar la trayectoria del fotón es como usar espuma de poliestireno para desviar balas: el fotón tiende a atravesarlo y eventualmente ser absorbido. Los rayos X usan espejos rasantes para disminuir el "impacto" o lentes múltiples para mejorar la refracción muy débil. Sin embargo, para los rayos gamma, la energía es tan alta que la óptica rasante requeriría un ángulo demasiado pequeño para ser práctica; sin embargo, sigue siendo un campo activo de investigación.
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