ESTIMACIÓN DEL FLUJO DE MUONES EN EL LABORATORIO SUBTERRÁNEO ANDES

Resumen

El Laboratorio Subterráneo ANDES está siendo planificado y diseñado para ser uno de los laboratorios más grandes y con mayor cobertura de roca en el Hemisferio Sur. Ubicado en la Cordillera de los Andes, en la zona del actual Paso de Agua Negra que conecta las provincias de San Juan (Argentina) y Elqui (Chile). La diversidad de experimentos que se están planificando, entre ellos experimentos de búsqueda directa e indirecta de materia oscura y física de neutrinos, requieren de la necesidad de conocer con mucha precisión cuál será el flujo esperado de muones atmosférico de alta energía dentro del laboratorio. Estos muones son producidos durante la interacción de astropartículas de alta y ultra alta energía con la atmósfera terrestre. En la componente de alta energía pueden encontrarse muones con energías de decenas de TeV, capaces de atravesar miles de metros de roca. Estimaciones previas realizadas a partir de suposiciones razonables sobre el tipo de roca esperada en la zona, mostraron que el flujo de muones esperado era compatible con otros laboratorios a una profundidad equivalente similar. En este trabajo, se realizaron simulaciones de flujo de lluvias atmosféricas extendidas en el sitio del laboratorio, seleccionando aquellos muones con energía suficiente para alcanzar al laboratorio en base a su ángulo de incidencia y a la altura a la que ingresan en la montaña. Luego se modeló una función de transferencia aprovechando los nuevos estudios geológicos disponibles actualmente que permiten conformar un modelo mucho más detallado de la distribución de roca en el interior de la montaña. Finalmente, se calculó numéricamente la interacción de estos muones con los diferentes tipos de roca a lo largo de su recorrido hacia el laboratorio utilizando el modelo de desaceleración continua (CSDA), obteniéndose así que el flujo de muones esperado dentro del laboratorio es de (1,47±0,02) día⁻¹m⁻²sr⁻¹.