Estimación del flujo de muones en el laboratorio subterráneo Andes - Pérez Bertolli, Carmina (2022)
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, el cual estará ubicado en la Cordillera de los Andes, en la zona de la actual Paso 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 precisión de neutrinos, requieren de un conocimiento preciso del flujo esperado de muones atmosféricos de alta energía dentro del laboratorio. Estos son producidos durante la interacción con la atmósfera terrestre de astropartículas de alta y ultra alta energía, con energías entre 1012 y 1018 eV. En la componente de alta energía pueden encontrarse muones con energías de decenas de TeV, capaces de atravesar miles de metro 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 el de otros laboratorios a una profundidad equivalente. En este trabajo, se realizaron simulaciones de flujo de lluvias atmosféricas extendidas en el sitio del laboratorio. A continuación, se seleccionaron 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 utilizando los nuevos estudios geológicos disponibles actualmente que permiten disponer un modelo 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, obteniéndose así que el flujo de muones esperado dentro del laboratorio es de 1,47±0,02 día−1m−2sr−1