El Observatorio de rayos gamma HAWC

High Altitude Water Cherenkov (HAWC)

HAWC está concebido como un detector Cherenkov de agua de 150 metros de lado ubicado a más de 4000 metros de altura. El detector se divide en 900 celdas de 5 metros de lado que permiten muestrear con detalle la llegada de partículas al detector, permitiendo a su vez reconstruir la información del rayo gamma o rayo cósmico que originó la cascada de partículas. El muestrear cuando llegan las partículas al detector nos permite reconstruir la dirección original del rayo cósmico o gamma y el muestrear como se distribuyen en el detector nos permite separar los (valiosos) rayos gamma de los (estorbosos) rayos cósmicos.

El diseño actual de HAWC consta de 900 tanques, similares pero mayores que el que se muestra a la izquierda. Al penetrar en el tanque, un rayo γ de 100 MeV se divide en un electrón y un positrón los cuales generan una pequeña cascada de partículas en el agua, las cuales emiten luz Cherenkov, según se ilustra en la simulación del lado derecho. El tanque tiene un fototubo en la parte inferior, el cual detecta la luz Cherenkov. Cada tanque actúa como un pixel del detector que permite muestrear donde y cuando arriba una partícula de alta energía. Existe la posibilidad de poner tres fototubos en el agua para mejorar la respuesta de cada tanque y hacer a HAWC capaz de detectar rayos γ de energía relativamente baja, de unos 100 GeV (100 mil millones de eV). Los rayos γ de mayor energía que HAWC puede detectar pueden tener 100 TeV (100 billones de eV).

Los 900 tanques se distribuyen dentro del área de HAWC de forma compacta pero permitiendo el acceso a cada tanque, según se ilustra en la figura de la izquierda. En rojo se muestra la caseta de control, donde se manda el alto voltaje de los fototubos y se registran las señales de los mismos. HAWC registrará varios miles de cascadas atmosféricas por segundo, las cuales deben pasar un primer análisis en tiempo real (en caso de que algún objeto celeste tenga una ráfaga). La información debe grabarse en el sistema de almacenamiento de datos para un análisis más riguroso posterior. Se planea tener por lo menos una base de datos en México (por ejemplo en Puebla - INAOE/BUAP - y el la UNAM) y otra en Estados Unidos (Universidad de Maryland). Al igual que MILAGRO, HAWC está diseñado para funcionar las 24 horas del día, por lo que se busca tener un sistema que funcione de manera estable y pueda ser monitoreado remotamente mediante una interfaz gráfica disponible en Internet.