Un rayo gamma , también conocido como radiación gamma (símbolo γ o ), es una forma penetrante de radiación electromagnética que surge de la desintegración radiactiva de los núcleos atómicos . Consiste en ondas electromagnéticas de longitud de onda más corta y, por lo tanto, imparte la energía de fotones más alta . Paul Villard , químico y físico francés , descubrió la radiación gamma en 1900 mientras estudiaba la radiación emitida por el radio . En 1903, Ernest Rutherford nombró a esta radiación rayos gammabasado en su penetración relativamente fuerte de la materia ; en 1900 ya había nombrado dos tipos de radiación de desintegración menos penetrantes (descubiertos por Henri Becquerel ), rayos alfa y rayos beta en orden ascendente de poder de penetración.
Los rayos gamma de la desintegración radiactiva están en el rango de energía de unos pocos kiloelectronvoltios ( keV ) a aproximadamente 8 megaelectronvoltios (~ 8 MeV ), lo que corresponde a los niveles de energía típicos en núcleos con una vida útil razonablemente larga. El espectro de energía de los rayos gamma se puede utilizar para identificar los radionucleidos en descomposición mediante espectroscopia gamma . Rayos gamma de muy alta energía en el 100-1000 teraelectronvolt ( TeV ) Rango se han observado de fuentes tales como la Cygnus X-3 microquasar .
Las fuentes naturales de rayos gamma que se originan en la Tierra son principalmente el resultado de la desintegración radiactiva y la radiación secundaria de interacciones atmosféricas con partículas de rayos cósmicos . Sin embargo, existen otras fuentes naturales raras, como los destellos de rayos gamma terrestres , que producen rayos gamma a partir de la acción de los electrones sobre el núcleo. Las fuentes artificiales notables de rayos gamma incluyen la fisión , como la que ocurre en los reactores nucleares , y los experimentos de física de alta energía , como la desintegración de piones neutros y la fusión nuclear .
Los rayos gamma y los rayos X son radiación electromagnética y, dado que se superponen en el espectro electromagnético , la terminología varía entre disciplinas científicas. En algunos campos de la física, se distinguen por su origen: los rayos gamma se crean por desintegración nuclear, mientras que los rayos X se originan fuera del núcleo. En astrofísica , los rayos gamma se definen convencionalmente como tener energías de los fotones por encima de 100 keV y son el tema de la astronomía de rayos gamma , mientras que la radiación por debajo de 100 keV se clasifica como los rayos X y es el tema de la astronomía de rayos X .
Los rayos gamma son radiaciones ionizantes y, por lo tanto, son peligrosos para la vida. Debido a su alto poder de penetración, pueden dañar la médula ósea y los órganos internos. A diferencia de los rayos alfa y beta, atraviesan fácilmente el cuerpo y, por lo tanto, plantean un formidable desafío de protección contra las radiaciones , que requiere un blindaje fabricado con materiales densos como el plomo o el hormigón. En la Tierra , la magnetosfera protege la vida de la mayoría de los tipos de radiación cósmica letal además de los rayos gamma, que son absorbidos por 0,53 barras de atmósfera cuando penetran en la atmósfera.
Los rayos gamma no pueden reflejarse en un espejo y sus longitudes de onda son tan pequeñas que pasarán entre los átomos de un detector.