Los muones están por todas partes. Sin que usted lo sepa, varios cientos golpean su cabeza cada segundo. Estas partículas subatómicas, creadas cuando la radiación cósmica ingresa a la atmósfera de la Tierra, son inofensivas y se descomponen rápidamente en grupos de partículas más ligeras.

Las partículas atraviesan los objetos como lo hacen los rayos X, lo que las hace útiles para los científicos. Por ejemplo, usaron muones para descubrir una cámara oculta en la Gran Pirámide de Egipto hace cuatro años.

Los científicos también los utilizan para mapear la estructura interna de los volcanes. Esto algún día podría ayudar a predecir erupciones peligrosas, según un artículo publicado la semana pasada en Proceedings of the Royal Society.

Para crear estos mapas, los científicos miden la eficiencia con la que las partículas pasan a través del magma que fluye a través de las cavernas, cámaras y pasajes rocosos de los volcanes. Luego usan esa información para crear planes geológicos, según Giovanni Leone, geofísico de la Universidad de Atacama y autor principal del estudio.

La técnica, conocida como muografía, podría algún día ser el "último sistema de detección de magma", dijo Leone a The New York Times. Añadió que la técnica permite seguir los movimientos del magma que pueden preceder a una erupción.

Los muones son como electrones rápidos y gordos. Tienen carga negativa, pero son 207 veces más pesados ​​que los electrones y viajan casi a la velocidad de la luz. Esa pesadez y velocidad permite que las partículas atraviesen materiales densos como la roca volcánica. Cuanto más denso es el objeto, más rápido los muones pierden velocidad y se desintegran.

Una gran cantidad de muones pueden chocar contra la ladera de un volcán y atravesarlo. Pero si el volcán es lo suficientemente denso, por ejemplo, porque un pasaje está lleno de magma, un muón no lo logrará al otro lado del volcán.

Para detectar qué muones sobrevivieron al viaje, los científicos instalan detectores de muones a los lados de un volcán. Estos detectores crean una imagen del interior del volcán al detectar los muones que no se descompusieron al pasar por él, y señalan los huecos donde los muones no sobrevivieron intactos. Algunos investigadores realizan este mapeo desde el aire colocando detectores de muones dentro de helicópteros y volando cerca de los flancos del volcán.

Piense en ello como si le hicieran una radiografía de la pierna. Durante el procedimiento, la radiación pasa a través de su pierna y es capturada por una cámara. Si la radiación pasa sin obstáculos, la imagen aparece negra. Pero debido a que los huesos de la pierna absorben parte de los rayos X a medida que pasan, llega menos radiación a la cámara, por lo que los huesos aparecen más claros en la imagen.

En la muografía volcánica, los científicos buscan el mismo contraste. Los muones que pasan completamente a través de ellos proyectan sombras oscuras en el detector de muones. Pero cuando los muones chocan con partes densas del volcán y se descomponen más rápidamente, dejan siluetas más claras. En resumen, cuanto más denso es el objeto, más clara es la silueta.

Cuantos más detectores de muones rodeen un volcán, algunos pueden ser casi tan grandes como una cancha de tenis, mejor será la imagen.

Según David Mahon, investigador de muografías de la Universidad de Glasgow, que no participó en el estudio, un solo detector produce una imagen en 2D.

"Usando varios detectores colocados alrededor del objeto, es posible construir una imagen en 3D", dijo a The New York Times.

Los investigadores utilizaron la muografía para ver el interior de los volcanes japoneses Sakurajima y Mount Asama. Además de tres volcanes italianos, incluido el Vesubio, y un volcán caribeño en Guadalupe.

Además, el nuevo artículo sugiere que la muografía podría usarse para detectar depósitos de magma dentro de los volcanes que están listos para entrar en erupción y para seguir el movimiento del magma en tiempo real.

Las erupciones son a menudo precedidas por magma que asciende a la cima del volcán, y el uso de muones para detectar el flujo de magma en esa área de la cima podría ayudar a los científicos a detectar erupciones inminentes; permitir que las personas evacuen de forma segura antes de una erupción.

"Conocer estos aspectos con la mayor antelación posible ahorra tiempo a los responsables de los protocolos de alarma y evacuación locales", escriben los autores del estudio. Agregaron que "anticipar violentas erupciones volcánicas es el Santo Grial de la vulcanología aplicada".

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