Antonio Codino

Guía a la lectura de los articulos sobre la rodilla y el tobillo
Antonio Codino, 31 agosto 2008.
La explicación de los mecanismos que generan la rodilla y el tobillo es descripta en
los cuatros trabajos: (A) El origen del tobillo, (A) Cuencas galácticas de helio y hierro
alrededor de la rodilla, (C) El único mecanismo que genera la rodilla y el tobillo en la
zona galactica local (D) La transición de las trayectorias de los rayos cósmicos de
tortuosas a rectilineas en la Galaxia es el origen de la rodilla y del tobillo,
Esta explicación fue obtenida con presupuestos teóricos y datos empíricos
comunmente utilizados por quienes hoy en dia investigan aspectos problematicos o aún
incomprendidos de los rayos cósmicos,
excepto por la hipótesis fundamental de la
independencia de los indices espectrales de cada ione cósmico con la energia, hipótesis
completamente nueva y muy sensilla; sin ella l’ acuerdo con los datos experimentales habria
sido imposible. El acuerdo se extiende sobre ocho ordenes de grandeza con un solo punto de
normalización por la intensidad della radiación cósmica a una energia arbitraria, por ejemplo
a 1012 eV.
Los datos observativos incorporados en esta teoria de la rodilla y del tobillo son las
dimensiones del disco galáctico, la estructura espiral del campo magnético, la densidad del
medio interestelar, y otros.
Los presupuestos teoricos son limitados a la distribución espacial de las fuentes
galácticas des rayos cósmicos (tomada uniformemente en todo el disco). Se considera
marginal o nula, la componente extragalactica de los rayos cósmicos hasta a la energia de 6 x
1019 eV (energia donde se encuentra el tobillo del hierro).
Estos presupuestos teoricos y datos observativos no presentan particulares dificultades
de comprensión. En cambio hay que tener en cuenta que:
(I) El método de calculo no es analitico; las propriedades de los rayos cósmicos galácticos
son analizadas para las trayectorias de les particulas cósmicas en la Galaxia reconstruidas
por simulación en la computadora.
(II) La explicación de la rodilla se aventaja del concepto de cuenca galáctica, que es nuevo.
(III) El envoltorio de las trayectorias de los iones cósmicos en un determinado sitio
galáctico, envoltorio generado por el campo magnético, se convierte en intensidad de la
radiación cósmica. Esta forma de conversión no existe en los métodos de calculo
analíticos (modelos difusivos y modelos a goteo), y por lo tanto, su comprensión
completa puede requerir paciencia.
Cuencas galácticas
El referente fundamental para cualquier análisis cuantitativo de las propriedades de los
rayos cosmicos galacticos es el campo magnético espiral que vehícula gran parte de los
rayos cósmicos a lo largo de sus lineas de campo, no obstante las perturbaciones de las
trayectorias causadas por el campo magnético caotico. La cuenca galáctica en el disco refleja
la existencia del campo magnético regular en la Galaxia y tiene importancia fundamental en
la explicación de la rodilla. Asignado un punto P en la Galaxia, la cuenca es aquella parte del
volumen galáctico alrededor de P donde se ubican las fuentes des rayos cósmicos que
alimentan el flujo cósmico en P. Por si mismo, este concepto (semejante a aquello de una
cuenca hídrica de un río terrestre) es en todo banal; pero cesa de ser banal si se consideran los
métodos de investigación de los rayos cósmicos que se encuentran en la literatura y
comunmente utilizados.
La noción de cuenca galáctica fue introducida en: Simulación numerica de
propriedades fundamentales de los rayos cósmicos y reexpresada concisamente en el breve
trabajo: L’ extención de las regiones de colección de los protónes cósmicos y iones
berillio, carbono e hierro y ampliamente fundamentado en: Extención y forma de las zonas
de colección de los rayos cósmicos galácticos desde el helio hasta el hierro.
Método de calculo
Los artículos sobre el método de calculo son:
Simulación numerica de propriedades fundamentales de los rayos cósmicos (Conf. Intern. de
Vulcano (1998) pag. 439-453) y Edad de los
protónes cósmicos calculada con simples
configuraciónes del campo magnético galáctico.
Rodillas y tobillos
El artículo fundamental sobre el origen y la naturaleza de la rodilla es: Cuencas
galácticas de helio y hierro alrededor de la rodilla, A. Codino and F. Plouin, INFN/TC-06/05 (2006);
astro-ph/0701498 , enero 2007)
Sobre el porque existen los tobillos y como ellos son ligados a las rodillas de cada ion
esta aclarado en: El origen del tobillo, A. Codino and F. Plouin, CRIS2006, Catania, Nucl. Phys., Proc.Supp.
B165 (2007); astro-ph/0701593 (enero 2007)
El articulo: El unico mecanismo que genera la rodilla y el tobillo en la zona galáctica local,
A. Codino and François Plouin, Conf. Intern. de Vulcano (2007); astro-ph/0701521, mayo 2007), contiene asuntos ya
diseminados en los dos referidos articulos pero ademas agrega aspectos nuevos sobre la
naturaleza y el origen de la rodilla y del tobillo. Por ejemplo, en este trabajo son
determinadas las posiciónes de los tobillos a lo largo del eje de la energia (entre 1018 y 6 1019
eV) con un razonamiento general, independiente del método de calculo. Los tobillos des
singulos iones se situan, a lo largo del eje de la energia, en un particular punto de minimo
obtenido para el producto de las sección eficaz de interacción nuclear con el grammaje.
La tendencia de la tortuosidad de las trayectorias al aumentar la energia de los iones
hasta 1018 eV (donde la tortuosidad desaparece y las trayectorias son constituidas por una
cadena de segmentos casi rectilineos) permite de entrever un aspecto de la relación entre
rodilla y tobillo. Este aspecto esta enfatizado en el breve estudio:
La transición de las trayectorias de los rayos cósmicos de tortuosas a rectilineas en la
Galaxia es el origen de la rodilla, que por otro lado, no contiene nada de nuevo respecto a
los tres trabajos A, B y C ya mencionados.
Algunas consecuencias de esta solución del problema de la rodilla y del tobillo atañe el
tiempo de residencia de los rayos cósmicos nella Galaxia (más exactamente su tendencia en
fonción de la energia) en el interval 109 - 1010 eV, es decir, en regiones de baja energia. El
tiempo de residencia es proporciónal al grammaje salvo a muy baja energia. El articulo: La
natura engañosa de los modelos a goteo en la Física des los Rayos Cósmicos, pone la
atención sobre el grammaje.
Esta teoria de la rodilla y del tobillo tiene acuerdo entre del grammaje calculado y aquello
medido (exactamente la tendencia del grammaje al crecer la energia). Al contrario, se
evidencia como los modeles a goteo tienen desacuerdo sobre las medesimas cuantidades en el
interval 109 - 1019 eV.
Se añade al final de esta nota un comentario cultural general de como esta solución
puede subsistir, tolerando zonas de sombra hoy en día presentes en la Física de los Rayos
Cósmicos, comentario sintetizado en el dibujo siguiente (los gladiatores).
Esta solución del problema de la rodilla y del tobillo fue actuada porque algunas
cuestiones contundentes actuales de la Fisica de los Rayos cosmicos, han sido rodeadas,
minimizadas o reducidas en un rincón inofensivo. La distribución espacial de las fuentes de
los rayos cósmicos en la Galaxia, el método de calculo, el nivel de asimetria de la dirección de
llegada de los rayos cósmicos sobre la Tierra y el viento galáctico, por ejemplo, no son
parámetros críticos para comprender la naturaleza y el origen de la rodilla y del tobillo. Cada
uno de estos temas o cuestiones se representa en el dibujo por un soldato. Una distribución
uniforme de las fuentes o otra ligeramente suavizada en dirección ortogonal al plano galáctico
o otra aún más concentrada en el plano galáctico habría sido igualmente adecuada.
Esta ventajosa insensibilidad es debida a la existencia del campo magnético regular
que hace resaltar la importancia de algunas particulares fuentes (aquellas ubicada a lo largo
de la línea magnética que intercepta el instrumento de medida) y minimizar otras.