Proyecto Atlas
Celedonio Miranda
El proyecto ATLAS (Assisted Transnational Learning using Artificial Satellites) comprende un conjunto de actividades cientficas en las cuales participan estudiantes de diferentes paises simultaneamente. Durante varios experimentos los estudiantes reciben seales de radio enviadas por satlites GPS (Sistema de Posicionamiento Global) que orbitan la Tierra y a partir de estas seales determinan sus posiciones (longitud y latitud). Los participantes se comunican entre ellos y comparten la informacin obtenida durante los experimentos a travs de Internet. El principal objetivo del proyecto es demostrar a los estudiantes que la ciencia puede ser una experiencia multicultural creativa, aumentando as su inters por ella.
- Utilizar GPS y el tema de satlites artificiales para despertar en los estudiantes el inters por la ciencia como actividad humanista y romper los prejuicios que algunos de ellos tienen sobre las carreras cientficas.
- Proporcionar a los profesores informacin y experiencias que les sean de utilidad para orientar a los estudiantes en sus futuras opciones profesionales.
- Romper barreras internacionales permitiendo que participantes de diferentes culturas y lugares del mundo se comuniquen directamente, recalcando el importante papel unificador de la ciencia en este aspecto.
- Demostrar a los estudiantes que Internet es una potente herramienta de comunicacin global imprescindible hoy en da en investigacin cientfica.
Global Positioning System (GPS) es una constelacin de 24 satlites artificiales (y algunos ms de reserva) que estn orbitando la Tierra. GPS fue diseado por el United States Department of Defense (USDoD) durante los aos 70. Al igual que la Luna, nico satlite natural de la Tierra, cada satlite GPS sale y se pone por el horizonte siguiendo su rbita particular, de manera que no siempre puede verse desde la Tierra. Sin embargo todos ellos estn repartidos en sus diferentes rbitas de tal manera que desde cualquier punto de la superficie terrestre siempre hay varios visibles.
Cada GPS transmite una seal de radio hacia la Tierra que contiene informacin sobre la posicin del satlite y el tiempo exacto en el que fue enviada. En la Tierra, se utilizan receptores GPS para interceptar e interpretar las seales de radio emitidas por varios satlites simultaneamente. El receptor utiliza la informacin de las seales de radio para calcular el rango, o distancia, a cada satlite. Adems, cada receptor lleva incorporada una pequea computadora gracias a la cual puede resolver las ecuaciones matemticas necesarias para calcular la posicin del receptor en la Tierra, es decir su latitud y su longitud.
La tecnologa de receptores de radio y ordenadores ha cambiado drsticamente durante los ltimos aos. Los primeros receptores (con sus ordenadores correspondientes) ocupaban toda una pared de una habitacin, requeran mucha potencia elctrica y costaban varios cientos de miles de dlares. Hoy en da, un receptor completo GPS, con un potente chip microprocesador, cuesta mucho menos de mil dlares, mide menos de 15 cm de longitud, pesa unos 270 g y utiliza pilas normales. Un receptor GPS se pone en marcha mediante un simple botn, comienza a sintonizar las seales de radio emitidas por los satlites y proporciona su posicin en la Tierra. Este es el tipo de receptor que utilizamos durante los experimentos de ATLAS.
En Geofsica experimental existe una red de receptores GPS distribuidos en diferentes lugares del mundo. Varios grupos internacionales de investigadores participan en experimentos cuidadosamente coordinados. Si el rea geogrfica en la que se llevan a cabo los experimentos es muy extensa algunos de los investigadores ni siquiera se conocen entre s, ni saben dnde exactamente se hallan situados todos los receptores. Participar en este tipo de proyectos supone una de las experiencias ms gratificantes y creativas en la vida de un cientfico, no slo en cuanto a lo que nos permite aprender acerca de la Tierra, sino tambin en lo que se refiere al intercambio cultural humano que conlleva. Este es el tipo de experimentos que simularemos durante el proyecto ATLAS.
Cada escuela contar con un coordinador, que ser la persona de contacto con el Smithsonian Astrophysical Observatory (SAO) . Adems liderar el grupo de profesores participantes y coordinar el proyecto. El grupo de profesores puede estar formado por tantos maestros como se desee (incluso slo uno, el coordinador). Recomendamos efusivamente que participen profesores de varias disciplinas, como ciencias, matemticas, estudios sociales, idiomas, etc.
Debido al carcter internacional del proyecto algunas de las actividades requieren el seguimiento de ciertos horarios. Por ejemplo, el experimento de cartografiado global (Global Maping Experiment) debe realizarse a medioda (hora local). El coordinador es el encargado de buscar la hora ms adecuada para poder respetar este requerimiento en la medida de lo posible.
Hemos diseado ATLAS con la idea de que interfiera lo menos posible con las actividades normales del colegio. Esta flexibilidad deja en manos de los profesores la toma de ciertas decisiones referentes a horarios.
En la tabla 1 exponemos el orden de actividades a llevar a cabo durante la ejecucin del proyecto en 1999 con la intencin de ayudar y guiar al coordinador de cada grupo. Las horas de clase especificadas en la tabla son orientativas y hemos supuesto que una hora lectiva equivale a 40 minutos de instruccin.
De las actividades listadas en la tabla 1 slo la correspondiente al experimento de cartografiado global debe llevarse a cabo en el da especificado. El resto de actividades tienen ciertos requisitos horarios, pero son relativamente flexibles.
El objetivo general del proyecto es elaborar un Atlas de la Desertificacin de Espaa (ADE) como base de las actuaciones necesarias para el desarrollo de la Estrategia Nacional de Lucha contra la Desertificacin y la implementacin de la Neutralidad de la Degradacin de Tierras en Espaa. El ADE contendr mapas muy diversos, incluyendo las variables relacionadas con el problema, el mapa de situacin actual y diferentes escenarios de probabilidad de desertificacin futura en base a distintos criterios climticos y socioeconmicos.
La desertificacin es uno de los principales problemas medioambientales de Espaa, cuya gravedad y extensin no dejan de aumentar debido al cambio climtico, a un uso insostenible de los recursos naturales y a la falta de actuaciones efectivas para atajar sus causas. La Neutralidad en la Degradacin de las Tierras (NDT), auspiciada por la Convencin de Naciones Unidas de Lucha contra la Desertificacin, es la principal herramienta a nivel institucional para abordar este fenmeno. ATLAS persigue contribuir al desarrollo metodolgico de la cartografa de la desertificacin, un reto cientfico plenamente vigente y expresamente solicitado en la Estrategia Nacional de Lucha contra la Desertificacin de Espaa.
Se esperaba que estuviera plenamente operativo a principios de 2008. De este experimento se espera que detecte partculas muy masivas no detectables anteriormente, que operaban a menores energas, y que aporte luz a nuevas teoras fsicas ms all del Modelo Estndar.
El grupo de fsicos que construy el detector, conocido como Colaboracin ATLAS, se form en 1992, al fusionarse los experimentos EAGLE (Experiment for Accurate Gamma, Lepton and Energy Measurements, Experimento para la Medida Precisa de Gammas y Leptones) y ASCOT (Apparatus with Super COnducting Toroids, Aparato con Toroides SuperCOnductores), para dar lugar a un nico detector multipropsito para el LHC. El diseo de ATLAS es una combinacin de ambos experimentos, adems de ideas aportadas durante el diseo e investigacin del Supercolisionador superconductor. El ATLAS tal y como est ahora se concibi en 1994, y obtuvo la financiacin oficial a principios de 1995. Otros pases, laboratorios y universidades se unieron al proyecto en los aos siguientes, e incluso en la actualidad (2007) se siguen sumando participantes. Los trabajos de montaje empezaron en cada grupo de forma individual, y en 2003 comenzaron los trabajos de montaje in situ.
El ATLAS es un detector multipropsito. Cuando los haces de protones producidos por el acelerador interacten en el centro del detector, se producirn una serie de partculas con un amplio rango de energas. Ms que centrarse en un determinado tipo de partculas, el ATLAS se ha diseado para que mida el mayor intervalo posible de energas. Se pretende que, sea cual sea el proceso producido o las partculas generadas, el ATLAS sea capaz de detectarlas y medir sus propiedades. Experimentos anteriores, como el Tevatrn y el LEP, fueron diseados con un propsito similar. Sin embargo, las condiciones nicas de operacin del ATLAS (energas nunca vistas y un ritmo de colisiones extremadamente elevado) hacen de su diseo el ms complejo hasta la fecha.
El primer ciclotrn, uno de los primeros aceleradores de partculas, fue creado por Ernest O. Lawrence en 1931, con un radio de pocos centmetros y energas de hasta 1 MeV. Desde entonces, los aceleradores han ido creciendo enormemente en tamao y energa buscando generar partculas de mayores masas. Junto al crecimiento de los aceleradores ha ido aumentando la lista de partculas conocidas. El modelo que se usa en la actualidad, muy probado y slido, es el Modelo Estndar; se han detectado todas las partculas que lo forman, excepto el Bosn de Higgs. El Modelo Estndar se cree que no funciona a energas por encima de la mxima producida en la actualidad, 1 TeV (en el Tevatrn). Se espera que la teora ms-all-del-Modelo-Estndar, idntida al Modelo Estndar a las energas asequibles en la actualidad, describa partculas a energas muy superiores. Muchas de estas teoras predicen partculas de masa mucho mayor. El LHC, de 27 km de circunferencia, colisionar dos haces de protones a energas siete millones de veces superiores al del primer acelerador. Ser capaz de producir partculas diez veces ms pesadas que las actuales, si existen.
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