La radiación gamma o rayos gamma (γ) es un tipo deradiación electromagnética, y por tanto constituida porfotones, producida generalmente por elementosradiactivos o por procesos subatómicos como laaniquilación de un par positrón-electrón. También se genera en fenómenos astrofísicos de gran violencia.
Debido a las altas energías que poseen, los rayos gamma constituyen un tipo de radiación ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que la radiación alfa y la beta. Pueden causar grave daño al núcleo de las células, por lo cual se usan para esterilizar equipos médicos y alimentos.
La energía de esta naturaleza se mide enmegaelectronvoltios (MeV). Un MeV corresponde afotones gamma de longitudes de onda inferiores a 10-11 m o a frecuencias superiores a 1019 Hz.
Los rayos gamma se producen por desexcitación de un nucleón de un nivel o estado excitado a otro de menor energía y por desintegración de isótopos radiactivos. Se diferencian de los rayos X en su origen. Éstos se generan a nivel extranuclear, por fenómenos de frenado electrónico. Generalmente a la radiactividad se le vincula con la energía nuclear y con los reactores nucleares. Empero existe en el entorno natural: a) rayos cósmicos, expelidos desde el sol y desde fuera de nuestro sistema solar: de las galaxias; b) isótopos radiactivos en rocas y minerales.
En general, los rayos gamma producidos en el espacio no llegan a la superficie terrestre, pues los absorbe la alta atmósfera. Para observar el universo en estas frecuencias es necesario utilizar globos de gran altitud u observatorios exoespaciales. Para detectarlos, en ambos casos se utiliza elefecto Compton. Estos rayos gamma se originan por fenómenos astrofísicos de alta energía, como explosiones de supernovas o núcleos de galaxias activas.
En Astrofísica se denomina gamma ray bursts (GRB) a fuentes de rayos gamma que duran unos segundos o pocas horas, secundados por un brillo decreciente en la fuente por rayos X durante algunos días. Ocurren en posiciones aleatorias del cielo. Su origen permanece todavía bajo discusión científica. En todo caso parecen constituir los fenómenos más energéticos del universo.
Excepcionales son los rayos gamma de energía superior a unos gigaelectronvoltios (GeV, miles de MeV) que al incidir en la atmósfera producen miles de partículas (cascada atmosférica extensa), lo cuales, como viajan a velocidades cercanas a la lumínica en el aire, generan radiación de Cherenkov. Esta radiación se detecta en la superficie de la Tierra mediante un telescopio Cherenkov.
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