¿Qué es ese láser verde en el cielo?

Paseando por el campus en una noche sin nubes, los estudiantes pueden mirar hacia arriba y ver una línea verde brillante que atraviesa el cielo. El "rayo verde", como lo llaman los lugareños, es una de las muchas cosas que hacen que la Universidad Estatal de Utah sea única.

El láser se utiliza para recopilar datos sobre la temperatura, el contenido y, a veces, la densidad de la atmósfera al dispersar la luz del nitrógeno, el oxígeno, el metano y otros elementos. Parte de esa luz dispersa regresa y golpea un gran telescopio con múltiples espejos que acumulan la luz que regresa de los átomos.

Jan Sojka, jefe del departamento de física de la USU, dijo que están produciendo un perfil de altitud de la luz reflejada de los átomos y las moléculas.

"Es como un sistema de radar", dijo Sojka. "El sistema de radar envía un pulso de ondas de radio. Golpea el avión y regresa, y mides el tiempo que les tomó a las ondas de radio ir y regresar, y luego sabes la distancia".

Una parte significativa del proyecto está financiada por la Fundación Nacional de Ciencias y la NASA.

"A la NASA le gustaría este conocimiento y a la NSF también, eso significa que la comunidad científica de todo el mundo está interesada", dijo Sojka. "El Departamento de Defensa también siempre está interesado en estas cosas".

Según Sojka, trabajar con el láser es una buena manera para que los estudiantes adquieran una valiosa experiencia en seguridad industrial.

"Lo primero que aprenden los estudiantes en este sistema láser industrial muy intenso es cómo trabajar de manera segura con estas cosas", dijo Sojka.

Sojka dijo que el "rayo verde" es lo suficientemente potente como para encender inmediatamente un trozo de papel.

“Tiene cuatro espejos muy grandes que recogen la luz y eso lo convierte en uno de los sistemas LiDAR más poderosos del mundo”, dijo Sojka.

LiDAR es un tipo de sistema que utiliza sensores remotos con un láser de disparo rápido. Los pulsos de láser se utilizan para medir la luz devuelta.

Jonathan Price, analista de datos y observación de LiDAR, se hizo cargo recientemente del proyecto láser. Desde la muerte de Vincent Wickwar en septiembre de 2022, Price ahora dirige el observatorio. Price se unió al grupo de investigación de Wickwar como becario postdoctoral en agosto de 2021.

"Enviamos el rayo hacia arriba con lo que se llama colisión elástica", dijo Price. "Creo que se podría decir que rebota en las partículas y se refleja hacia nosotros".

Price dijo que el láser ayuda a medir un área en la atmósfera en la que normalmente es difícil recopilar datos.

"Esta región que estamos viendo, no hay muchos instrumentos que puedan mirar allí", dijo Price. "Solo podemos operar de noche".

El láser también puede funcionar solo cuando hay nubes mínimas en el cielo.

"Para darle una comparación, 30 kilómetros, los globos meteorológicos suelen llegar a esa altitud", dijo Price. "Entonces, comenzamos donde terminan los globos meteorológicos. Y luego, a 100 kilómetros, se considera el borde del espacio".

La atmósfera está separada en capas que pueden identificarse por sus estructuras de temperatura.

"Nuestra ciencia está tratando de acoplar lo que sucede en la atmósfera superior con lo que sucede aquí abajo, dónde estamos, en la troposfera, para que podamos entender cómo el sol controla un poco mejor el clima", dijo Price. .

Aggie Figueredo, estudiante de la USU, ayuda a monitorear el láser. Con especialización en física y matemáticas computacionales, Figueredo dijo que se debe enviar la frecuencia correcta para que regresen los resultados.

"Con los electrones, puedes enviar la frecuencia correcta que le dará al otro la cantidad de energía que necesita para rebotar de un lado a otro", dijo Figueredo. "Y ciertas moléculas, cuando están juntas, indican el calentamiento global".

Figueredo dijo que el láser ha detectado otros factores que apuntan al calentamiento global.

“A principios de la década de 2000, comenzaron a ver un aumento en la concentración de agua y la temperatura”, dijo Figueredo. "Comenzó a secarse más con el tiempo. Entonces, Utah siempre ha estado seco, pero comenzó a perder más agua. También hay un aumento en la temperatura promedio".

Si bien el equipo no tiene suficiente información para indicar el cambio climático con el láser, algunos signos apuntan al calentamiento global en los datos.

"Es posible que podamos ver firmas en los datos que sugieran el cambio climático", dijo Price. "Pero simplemente no tenemos suficiente, suficientes años de observación, para pronunciar definitivamente el cambio climático".