¿Cómo explorar volcanes en Marte? Científicos de Italia, Japón y Chile buscan la respuesta en la geofísica nuclear

El panorama de la investigación geofísica ha experimentado un hito trascendental con la presentación, del tema de la muografía en Nature Reviews Methods Primers por el grupo Springer Nature, en la cual el geofísico del INCT UDA Giovanni Leone ha contribuido en la investigación liderada por el Dr. Hiroyuki Tanaka de la Universidad de Tokio.

Este artículo, se refiere a los desarrollos más recientes en muografía, es el resultado de la colaboración de un destacado equipo de investigadores del Instituto Virtual Internacional de Muografía (VMI), provenientes de universidades e institutos de 12 países. Entre las instituciones participantes se encuentran la Universidad de Tokio, la Universidad de Salerno, el Laboratorio del Acelerador Nacional Fermi, el CERN, la Universidad de Atacama y muchas otras.

El Dr. Giovanni Leone, académico e investigador del Instituto de Investigación en Astronomía y Ciencias Planetarias (INCT) de la Universidad de Atacama (UDA), ha contribuido significativamente a este proyecto global. Su experiencia en el conocimiento de los volcanes terrestres y planetarios, particularmente en Marte, ha sido destacada como parte integral de este esfuerzo colaborativo.

Pero antes, ¿qué entendemos por muografía? También llamado como tomografía de muones es una técnica que utiliza muones de rayos cósmicos para generar imágenes bidimensionales o tridimensionales de volúmene. Dado que los muones penetran mucho más profundamente que los rayos X, esta técnica se puede utilizar para obtener imágenes a través de un material mucho más grueso. El flujo de muones en la superficie de la Tierra es tal que un solo muón pasa a través de un área del tamaño de una mano humana por segundo.

Desde su desarrollo en la década de 1950, la tomografía de muones ha adoptado muchas formas, las más importantes de las cuales son la radiografía de transmisión de muones y la tomografía de dispersión de muones.

La muografía utiliza muones mediante el seguimiento del número de muones que pasan a través del volumen objetivo para determinar la densidad de la estructura interna inaccesible. Es una técnica similar en principio a la radiografía pero capaz de estudiar objetos mucho más grandes. Dado que es menos probable que los muones interactúen, se detengan y se desintegren en la materia de baja densidad que en la materia de alta densidad, un mayor número de muones viajará a través de las regiones de baja densidad de los objetos objetivo en comparación con las regiones de mayor densidad.

Volviendo al artículo, titulado “Muografía”, se exploran todos los aspectos de esta tecnología avanzada. Se detallan los últimos logros, como la navegación a nivel de centímetros con el sistema de posición muométrica interior (muPS), comparándolo con otras tecnologías PNT establecidas. Este recurso se presenta exhaustivamente para estudiantes, académicos e investigadores, ofreciendo descripciones de aplicaciones y estudios de caso.

El artículo aborda temas cruciales, incluyendo la visualización de la estructura interna de objetos gigantes como volcanes, túneles y pirámides, así como la aplicación de la muografía en la sincronización del tiempo cósmico, la calibración de tiempo y aplicaciones criptográficas.

Además, se exploran las aplicaciones específicas en seguridad inalámbrica, sistemas de autenticación basados en la nube y comunicaciones seguras, demostrando la versatilidad de la muografía en diversos campos.

El Dr. Giovanni Leone, entre otros distinguidos investigadores, figura como uno de los autores del artículo, resaltando el papel esencial de la Universidad de Atacama en este avance científico global. Este logro subraya la importancia de la cooperación internacional en la física de partículas para abordar problemas globales y avanzar hacia soluciones innovadoras y prácticas.

La muografía, con sus aplicaciones cada vez más amplias, promete transformar nuestra comprensión del mundo que nos rodea y abrir nuevas posibilidades en diversos campos de la ciencia y la tecnología.

El Dr. Leone destacó que “el aporte de la UDA a través del INCT se centra en el conocimiento de los volcanes, tanto terrestres como planetarios, con un enfoque particular en los volcanes de Marte. “Se vislumbra un proyecto futuro que aplicaría la muografía para explorar el interior de los volcanes marcianos, aprovechando el desierto de Atacama como un análogo geomorfológico único de Marte”, aseveró el científico.

En torno a la inversión necesaria para la aplicación de la muografía el geofísico explicó que “la Universidad de Atacama había postulado a un proyecto Fondequip por aproximadamente 300 millones de pesos para adquirir el primer instrumento necesario. Lamentablemente, el proyecto no fue aprobado”.

En respuesta, el Dr. Leone desafió a estimar las posibles pérdidas económicas para la minería en el último año, sin el uso de este instrumento a escala industrial. Esta reflexión ofrece una perspectiva clara del costo de no aprobar un proyecto que podría tener un impacto significativo en la industria.

El investigador señaló otras aplicaciones fascinantes de la muografía, como su uso en ciberseguridad, sincronización de datos y monitoreo preciso en Tokio. Además, reveló que están trabajando en un proyecto para aplicar muones en la transmisión subterránea, donde el GPS no puede llegar, además señaló las potencialidades de la muografía para aplicaciones militares.