¿Pueden los rayos gamma de energía lo suficientemente alta que ingresan a la atmósfera de nuestro planeta llegar a la superficie (50% de probabilidad)?
O, en otras palabras, ¿hay una ventana para los rayos gamma de energía extremadamente alta como el espectro visible y la radio?
Esta figura, de Electromagnetic Spectrum , muestra que la penetración de los rayos gamma aumenta con el aumento de la energía, pero parece estabilizarse a unos 25 km de altitud:
No hay unidades en el eje X y, por lo tanto, no muestra la energía de los rayos gamma de mayor energía para esta figura. Esto no descarta una ventana a energías aún más altas.
Encontré una referencia a través de Google Books, Astronomía de rayos gamma de muy alta energía de Trevor Weekes, que dice que la atmósfera es esencialmente opaca a los rayos gamma de alta energía, equivalente a una pared de plomo de un metro de espesor. Podemos hacer astronomía de rayos gamma con telescopios terrestres mediante la detección de los productos de descomposición de las interacciones de los rayos gamma con las partículas atmosféricas, pero los fotones en sí nunca (bueno, esencialmente nunca) llegan al suelo.
De la página 13:
La atmósfera terrestre bloquea eficazmente toda radiación electromagnética de energías superiores a . El espesor vertical total de la atmósfera sobre el nivel del mar es , y dado que la longitud de la radiación es , esto equivale a más de 28 longitudes de radiación. Esto es cierto hasta la energía de los rayos cósmicos más altos conocidos (algunos de los cuales pueden ser rayos gamma).
La propagación de fotones muy energéticos a través del medio se ve así. El fotón ingresa al medio, en algún momento dispersa un electrón o crea un par electrón-positrón en un campo de culombio, la energía inicial se distribuye entre las dos partículas hijas. Cada una de estas partículas luego se "divide" nuevamente, y así sucesivamente, y como resultado se desarrolla una lluvia electromagnética. La longitud típica en la que se produce esta "duplicación" se denomina longitud de radiación. Esta longitud se calcula (y mide) para muchos materiales; es una propiedad de un medio y no depende de la energía del fotón inicial. Para el aire a presión y temperatura normales es del orden de cientos de metros (y aumenta con la caída de presión). Entonces, significa que el fotón extremadamente energético inicial difícilmente llegará a la troposfera,
Pedro Mortensen
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Pedro Mortensen
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