El experimento CLOUD en el CERN East Hall al comienzo de la carrera CLOUDy, el 23 de septiembre de 2019. La cámara está encerrada dentro de una carcasa térmica que controla con precisión la temperatura entre -65 ° C y +40 ° C. Los instrumentos que rodean la cámara muestrean y analizan continuamente su contenido. Crédito:CERN
El colosal complejo de aceleradores del CERN se encuentra en medio de un cierre de dos años por trabajos de actualización. Pero eso no significa que todos los experimentos del Laboratorio hayan dejado de funcionar. El experimento CLOUD, por ejemplo, acaba de iniciar una ejecución de datos que durará hasta finales de noviembre.
El experimento CLOUD estudia cómo los iones producidos por partículas de alta energía llamadas rayos cósmicos afectan las partículas de aerosol, las nubes y el clima. Utiliza una cámara de niebla especial y un haz de partículas del sincrotrón de protones para proporcionar una fuente artificial de rayos cósmicos. Para esta carrera sin embargo, los rayos cósmicos son, en cambio, partículas naturales de alta energía de objetos cósmicos como estrellas en explosión.
"Rayos cósmicos, ya sea natural o artificial, dejar un rastro de iones en la cámara, "explica el portavoz de CLOUD, Jasper Kirkby, "pero el sincrotrón de protones proporciona rayos cósmicos que se pueden ajustar en todo el rango de tasas de ionización que ocurren en la troposfera, que comprende los diez kilómetros más bajos de la atmósfera. Dicho eso también podemos avanzar con el flujo constante de rayos cósmicos naturales que llegan a nuestra cámara, y esto es lo que estamos haciendo ahora ".
En sus 10 años de funcionamiento, CLOUD ha realizado varios descubrimientos importantes sobre los vapores que forman partículas de aerosol en la atmósfera y pueden sembrar nubes. Aunque la mayor parte de la formación de partículas de aerosol requiere ácido sulfúrico, CLOUD ha demostrado que los aerosoles pueden formarse puramente a partir de vapores biogénicos emitidos por árboles, y que su tasa de formación se ve reforzada por los rayos cósmicos hasta en un factor de 100.
La mayoría de los análisis de datos de CLOUD son análisis de aerosoles, en el que se forman y crecen aerosoles dentro de la cámara en condiciones simuladas de luz solar e ionización de rayos cósmicos. La ejecución que acaba de comenzar es del tipo "CLOUDy", que estudia las propiedades de siembra de nubes líquidas y de hielo de varias especies de aerosoles que crecen en la cámara, y efectos directos de la ionización de los rayos cósmicos en las nubes.
La presente ejecución utiliza la gama de instrumentos más completa jamás ensamblada para experimentos CLOUDy, incluidos varios instrumentos dedicados a medir las propiedades de siembra de nubes de líquido y hielo de los aerosoles en todo el rango de temperaturas troposféricas. Además, El equipo del CERN CLOUD ha construido un generador novedoso de semillas de nubes cargadas eléctricamente para investigar los efectos de los aerosoles cargados en la formación y la dinámica de las nubes.
"Los efectos directos de la ionización de los rayos cósmicos sobre la formación de nubes de buen tiempo son altamente especulativos y casi completamente inexplorados experimentalmente, "dice Kirkby." Así que esta carrera podría ser la más aburrida que hemos hecho, ¡o la más emocionante! No lo sabremos hasta que lo intentemos pero al final del experimento CLOUD, queremos poder responder de forma definitiva si los rayos cósmicos afectan a las nubes y al clima, y no dejar piedra sin remover ".