Diseño y fabricación mecánica de un Telescopio de muones

D. GORBEÑA; DE INNOCENTI, G.

2022-06-01/2022-12-01

Mecánica

Varios campos

Este proyecto tiene como objetivo avanzar en la construcción, caracterización y operación de un telescopio de muones portátil y modular, es el primer detector de este tipo construido en la Argentina. Este detector de partículas usa como fuente de radiación el flujo de muones atmosféricos y fue diseñado de manera que permite la medición del flujo direccional de muones atmosféricos luego de atravesar estructuras materiales de gran escala.Consta de al menos tres módulos rectangulares de material centelleador sensible al paso de la radiación y una estructura mecánica modular que permite cambiar las distancias y ubicación entre los módulos. Así puede configurarse como una cámara al separar los módulos y cambiar su apertura angular. Los muones atraviesan el detector y su paso es sensado por un sistema de adquisición de manera que se puede reconstruir la trayectoria de la partícula y sumar la cantidad de muones por píxel que llegan en función del tiempo permitiendo generar imágenes.Los muones son partículas similares al electrón pero con aproximadamente 200 veces su masa, carga eléctrica y suficiente energía cinética para atravesar grandes longitudes de roca. Son producidos gracias a la interacción de rayos cósmicos con la atmósfera y proveen un flujo aproximadamente estacionario que permite su uso como radiación de alto poder penetrante para la realización de estudios bajo tierra. Así es posible determinar la distribución de densidad del material a lo largo de la dirección de propagación de estos muones. Esto permite estimar densidades de roca, detectar la presencia de minerales de alta densidad y alto número atómico, e inclusive detectar la existencia de cavidades en la estructura.Actualmente el interés dentro del marco del proyecto ANDES tiene como referencia el uso de esta tecnología como veto de muones pudiendo reconstruir trayectorias del flujo de muones bajo tierra. Esto permite vetar los muones como ruido de fondo para detectores nuevos como son los que buscan nueva física relacionada con la materia oscura o neutrinos. Estos nuevos detectores son instalados en laboratorios subterráneos o minas ubicadas en profundidad donde es posible estudiar nuevas tecnologías de detección con condiciones de baja radiación.Esta técnica abre una gran variedad de oportunidades para investigación ya que el mismo detector puede ser usado en diferentes áreas de interés como Física atmosférica, Física Nuclear, Ingeniería de materiales, Volcanología, etc.