La tesis de grado “Estimación del flujo de muones en el laboratorio subterráneo ANDES" presentada por Carmina Pérez Bertolli en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires (UBA), fue reconocida con el premio Luis Masperi 2020 de la Asociación Física Argentina a la mejor tesis de licenciatura.

Para su trabajo, Pérez Bertolli contó con la dirección del investigador de la CNEA Hernan Asorey y la colaboración de Christian Sarmiento Cano, estudiante del último año de la carrera del doctorado en el ITeDA.

“La tesis trata de un cálculo mediante simulaciones del flujo de partículas que son producto de la radiación cósmica en el sitio donde se instalará un laboratorio subterráneo en la frontera entre Argentina y Chile”, explica la nueva licenciada.

Los rayos cósmicos son partículas con mucha energía que provienen del espacio y a medida que van pasando por la atmósfera interactúan con otras partículas del aire generando más partículas. De esta manera, se forman lo que se llama “lluvias atmosféricas extendidas”, hasta llegar a la superficie terrestre.

Uno de los componentes de esas lluvias son los muones, que son partículas similares al electrón pero 200 veces más pesadas, algunos de ellos poseen energías muy altas y tienen la capacidad de traspasar las rocas de las montañas y generar ruido en las señales de experimentos de alta sensibilidad como los que va a albergar el laboratorio ANDES.

Para estimar el flujo de los muones la tesis se basó en simulaciones de las lluvias atmosféricas extendidas utilizando dos códigos de cálculo: Corsika y ARTI y técnicas desarrolladas en la CNEA en el marco de los Observatorios Pierre Auger y LAGO. A partir de un estudio geológico que modela la distribución de rocas sobre el Laboratorio pudo simular el paso de muones a través de la montaña, lo que le permitió calcular la cantidad que podría llegar al laboratorio e interferir en las señales. Este tipo de investigación “aporta una mejor calibración y estimación señal-ruido de estos experimentos de alta sensibilidad”, sintetiza Pérez Bertolli.

Para encarar su trabajo la investigadora se contactó con el Instituto de Tecnologías en Detección y Astropartículas (ITeDA) -dependiente de la CNEA, UNSAM y CONICET- para averiguar sobre el plan de doble doctorado que ofrece la Institución. Allí le respondieron con una propuesta para que realice su tesis de grado en el marco del Proyecto internacional ANDES.

Este proyecto -cuya sigla en inglés corresponde a Agua Negra Deep Experiment Site- es un laboratorio subterráneo internacional a 1700 metros de profundidad debajo de la cordillera de los Andes, a partir de la construcción del túnel Agua Negra que unirá la provincia de San Juan con Chile como parte del corredor bioceánico central. El proyecto comenzó a idearse en el año 2012. En nuestro país cuenta con el respaldo institucional y científico de la Comisión Nacional de Energía Atómica.

La experiencia de estudiar en el ITeDA

Carmina Pérez Bertolli nació en la provincia de Tucumán, pero viajó a Buenos Aires para concluir sus estudios superiores en artes dramáticos. Un libro de Stephen Hawking que le prestó su hermano le despertó la curiosidad por las ciencias exactas, a tal punto que decidió abandonar la actuación para estudiar física en la Universidad de Buenos Aires.

A lo largo de su carrera fue interesándose cada vez más por temas teóricos y la relatividad general, hasta que en el último año cursó una materia práctica en el Instituto de Astronomía y Física del Espacio (IAFE) donde, gracias a sus directores Sergio Dasso y Ana Pichel, quienes estaban haciendo un trabajo sobre un detector de rayos cósmicos instalado en la Antártida como un nodo del Observario LAGO, Carmina decide profundizar sus estudios en la rama de la física de las partículas provenientes del cosmos.

La joven física destaca la importancia que tuvo para ella la experiencia de desarrollarse profesionalmente en una institución como el ITeDA, donde le abrieron las puertas desde un primer momento y pudo estar codo a codo trabajando con los científicos e investigadores de allí: “Hay gente de países distintos, eso me gusta mucho y aprendí mucha teoría con respecto a todo lo que vengo haciendo y la verdad es que estoy muy contenta de seguir trabando en ITeDA”.

Además, señala que espera que proyectos como ANDES posicionen a la Argentina en un emprendimiento científico que merece ser apoyado ya que también representa la soberanía y la independencia en el conocimiento.

Sobre el Laboratorio ANDES

Esta iniciativa permitirá el estudio de las propiedades de neutrinos -partículas provenientes del cosmos capaces de atravesar millones de kilómetros de roca sin verse afectadas- y también para estudiar materia oscura y buscar nuevos fenómenos físicos.

La mayor fuente de interferencias proviene de la radiación cósmica, de explosiones de supernovas o de enormes agujeros negros en el centro de galaxias lejanas, que bombardean la Tierra en forma permanente. Es así que para estudiar los fenómenos más evasivos y misteriosos del universo, la comunidad científica está construyendo laboratorios subterráneos con el objetivo de protegerlos de esa radiación cósmica. Varios de esos laboratorios se encuentran en EE.UU., Canadá, Europa y Japón, aunque esta rama sw l ciencia en pleno auge requiere de nuevas instalaciones.