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A principios del siglo XX la ciencia, y muy en particular la f�sica, vivi� un periodo revolucionario de descubrimientos. Entre ellos, de los m�s destacables por sus consecuencias, se encontraba el de la radioactividad, por el que se supo de la existencia de part�culas cargadas (microsc�picos componentes fundamentales de la materia) que determinadas sustancias emit�an de manera natural al desintegrarse.

Los f�sicos de la �poca observaban que un electroscopio, un instrumento que detectaba la presencia de part�culas cargadas en la atm�sfera, hallaba las mismas cantidades incluso lejos de las fuentes radioactivas conocidas. La opini�n predominante de la �poca era la de que estas part�culas proven�an de elementos radioactivos naturales presentes en la corteza terrestre �incluso a alturas de varios cientos de metros! �Qu� clase de potent�sima radiaci�n podr�a atravesar la roca y llegar hasta esa altitud?

En estos momentos de confusi�n entra en escena un joven cient�fico austriaco: Victor Francis Hess (1883-1964). Reci�n obtenido su doctorado en la Universidad de Graz, en 1910, donde hab�a pasado toda su vida, era por entonces profesor ayudante en la Academia de Ciencias de Viena. Y decidi� embarcarse (literalmente) en una prodigiosa aventura para zanjar, esperaba �l, definitivamente el misterio.

Ascenso en globo

Armado con tres electroscopios de los usados en la �poca para medir la radioactividad, ropa de abrigo y acompa�ado de un meteor�logo y un navegante, se subi� a un globo en un prado en las cercan�as de Aussig (Austria). Ascendi� hasta una altitud de unos 5.000 metros (a unos 15 grados bajo cero) para registrar altitud, temperatura y medir la carga de los electroscopios, durante tres horas, hasta aterrizar en las cercan�as de Berl�n. El resultado fue, desde luego, asombroso: el nivel de part�culas cargadas (o de ionizaci�n atmosf�rica) no s�lo no disminu�a sino que aumentaba. La conclusi�n para Hess era obvia y as� hizo una arriesgada afirmaci�n que incluir�a en la publicaci�n de sus resultados, en noviembre de 1912: "La mejor explicaci�n para los resultados de mis observaciones se basa en el supuesto de que una radiaci�n de gran poder penetrante entra en nuestra atm�sfera desde arriba".

Esta conclusi�n result� ser tremendamente controvertida y no fue aceptada entre gran parte de la comunidad cient�fica. Entre ellos, el propio Robert Millikan, un prestigioso f�sico americano que recientemente hab�a determinado la carga el�ctrica del electr�n (las part�culas de carga m�nima responsables de las corrientes el�ctricas). �l mismo realiz� una serie de experimentos entre 1923 y 1926, subiendo a varias cumbres y usando globos sonda. Sus resultados confirmaron el descubrimiento de Hess punto por punto, denominando a este nuevo tipo de radiaci�n "rayos et�reos de origen c�smico" o rayos c�smicos.

Pero, �qu� eran? De pronto, el universo hab�a dejado de ser el pl�cido y eterno remanso en el que s�lo la luz viajaba de un lugar a otro atravesando enormes distancias. Ahora pasaba a ser un lugar surcado por potent�simas radiaciones, a la que pronto se unir�an ondas de radio, rayos X y rayos gamma entre otros descubrimientos. Los rayos c�smicos demostraron estar compuestos principalmente de part�culas cargadas que, al chocar con la atm�sfera, produc�an una mir�ada de part�culas cargadas m�s ligeras, entre ellas algunas desconocidas hasta entonces, o s�lo predichas en la teor�a. Protones y electrones de alt�sima energ�a eran los principales componentes de esta radiaci�n, que parec�a provenir en grandes cantidades tanto del Sol como de lejanos puntos de la Galaxia y m�s all�. El origen de los m�s energ�ticos sigue siendo hoy un misterio.

F�sica de part�culas

Estos descubrimientos abrir�an el nuevo campo de la f�sica de part�culas, que m�s adelante se estudiar�an con mucha m�s precisi�n en laboratorios y aceleradores. El mayor acelerador construido por seres humanos, el LHC en Ginebra, se pondr� en marcha definitivamente a lo largo de 2009, consiguiendo part�culas con energ�as todav�a miles y millones de veces m�s bajas que algunos de los rayos c�smicos detectados hasta ahora. Sin embargo, en el LHC inmensos detectores estar�n observando cada colisi�n, a la espera de pistas que revelen la f�sica que hay m�s all� de los modelos conocidos para la materia. La f�sica nuclear fue otro de los campos directamente beneficiados por estos nuevos datos.

Los rayos c�smicos le valieron a Victor F. Hess, entre otros premios, el Nobel de F�sica en 1936 (junto con el descubridor del positr�n), siendo por entonces ya catedr�tico en la Universidad de Innsbruck. Tuvo que abandonar su Austria natal tras la ocupaci�n nazi en 1937, para convertirse en profesor de F�sica en la Universidad de Fordham, Nueva York.

Ignacio Sevilla es doctor en Astrof�sica de Part�culas e investigador posdoctoral del Centro de Investigaciones Energ�ticas Medioambientales y Tecnol�gicas (CIEMAT)

Publicado originalmente en El Pa�s (Espa�a)