Radiações primárias - Raios Cósmicos

Radiações primárias - Raios Cósmicos

Radiações primárias são fótons, nêutrons ou partículas carregadas? - ou seja, seriam raios eletricamente neutros como a luz ou seriam comparáveis aos raios alfa e beta do Rádio?

Para responder a essa pergunta aproveita-se o fato de que o planeta (Terra) é comparável a um grande ímã. O efeito do magnetismo terrestre seria o de impedir que as partículas elétricas dotadas de baixas energias chegassem ao Equador, permitindo porém que tais partículas se aproximem mais facilmente dos pólos.

Assim, se os corpúsculos que constituem os Raios Cósmicos fossem dotados de cargas elétricas eles deveriam ser mais abundantes próximos aos pólos do que no Equador.

Entre 1927 e 1932 foram realizados diversos estudos geográficos. Em uma viagem partindo de Chicago, passando por Honolulu para alcançar a Austrália foi verificado que a radiação cósmica era realmente menos intensa próximo ao Equador do que em latitudes mais elevadas quer ao Norte quer ao Sul.

Mas essas experiências não eram suficientes para comprovar se essa redução da intensidade era devida ao magnetismo terrestre ou se era por diferenças em condições atmosféricas.

No mapa verifica-se que ao longo da costa Ocidental da América do Sul, o Equador geográfico passa por Quito. Afim de distinguir o efeito magnético do efeito geográfico foi comparado as radiações cósmicas em Arequipa (Peru) com as observadas na Cidade do México, ambas as cidades estão a 2300m de altitude, uma a 19o N outra a 19o S de latitude.

Do ponto de vista geográfico e atmosférico, os Raios Cósmicos deveriam ser semelhantes nas duas localidades. Do ponto de vista magnético entretanto a Cidade do México está a 29o N enquanto Arequipa esta apenas a 9o S do equador magnético.

Foram feitas medidas em quatro altitudes diferentes próximo a Arequipa, ao nível do mar até o cume "El Misti" a cerca de 6000m de altitude e assim realizadas medidas semelhantes na Cidade do México.

Em cada altitude os Raios Cósmicos perto da Cidade do México eram mais intensos que na mesma altitude próximo à Arequipa. Assim foi constatado que o efeito era de caráter magnético e não geográfico e que os corpúsculos constituintes dos Raios Cósmicos incidentes eram, portanto, dotados de carga elétrica. O sinal das cargas podem ser comprovados pelo Efeito Leste-Oeste, ou seja, aplicando a regra da mão direita, pode se provar que uma partícula positiva dirigindo-se para a Terra dever ser desviada pelo campo magnético de modo a se mover como se proviesse do Ocidente.

Para obter a prova era preciso chegar próximo ao equador onde o efeito magnético terrestre é mais intenso sobre os Raios Cósmicos. Nas primeiras observações em 1933, no México, foram constatados que a maioria dos raios proviam do Ocidente para o Oriente, apontando que a maioria dos Raios Cósmicos possuíam cargas positivas.

As experiências do México haviam entretanto, apenas mostrado que a maioria dos Raios Cósmicos eram positivos. Talvez houvessem alguns elétrons negativos. Para examinar esse ponto o Dr. Thomas Johnson e mais tarde o barão George Korff vieram para a América do Sul para fazer observações no Equador magnético onde o campo magnético terrestre atua mais fortemente sobre a radiação.

Essas observações foram feitas perto de "Cerro de Pasco - Peru", e foi verificado o predomínio dos raios vindos do Ocidente, que o fez concluir que todos os raios primários são positivos.

No entanto, estão excluídos os pósitrons devido ao elevado poder de penetração que possui os Raios Cósmicos. O elevado poder de penetração é incompatível com a hipótese das partículas "rápidas" com os pósitrons que se desviam com facilidade ao passar próximo aos núcleos, dissipando assim suas energias por produção de raios gama e partículas secundárias. Portanto as partículas primárias devem estar constituídas fundamentalmente de prótons e outros núcleos.

A grande maioria das radiações primárias são prótons o que concorda com o fato de que no Universo o Hidrogênio é o elemento mais abundante. Existem no entanto partículas alfa e menos de 1% de núcleos pesados (identificados pelos seus traços densos). Sabe-se com certeza de que não se tratam de nêutrons nem mésons já que são instáveis e se desintegram durante seu percurso.


Entenda como funciona a Magnetosfera da Terra:
A Magnetosfera

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