Comisión Nacional de Energía Atómica

Laboratorio Detección de Partículas y Radiación

Mina Sierra Grande

La empresa MCC Minera Sierra Grande S.A. está a cargo de la mina de hierro Sierra Grande. Si bien se trata de una mina subterránea, dispone de acceso horizontal y se puede llegar al nivel 480 donde estuvo instalado el laboratorio Sierra Grande en vehículo, como se puede apreciar en las fotos.

El Laboratorio Detección de Partículas y Radiación está trabajando en un convenio entre MCC y la CNEA para la reactivación del laboratorio. Se está pensando ubicar en el nivel 480 un experimento a base de CCD para intentar observar una potencial modulación diaria de una señal de materia oscura. Esa modulación tiene un máximo en sitios a 40 grados de latitud Sur, haciendo de Sierra Grande uno de los mejores sitios en el mundo para esa búsqueda.

Antecedentes en mina Sierra Grande:
Búsqueda de Materia Oscura y Axiones Solares en el Laboratorio Subterráneo de Sierra Grande, 54Mn y 144Pm como Cronómetros de Rayos Cósmicos.

(proyecto de un grupo del Tandar en 1994-1997, copiado sin modificación de su página web)

Integrantes: D.E.Di Gregorio, D.Abriola, A.O.Gattone y H.Huck.

Descripción

Este grupo se dedica a investigar teórica y experimentalmente en temas que están en la frontera entre la física nuclear, la física de partículas y la astrofísica; en particular ha realizado experimentos de búsqueda e identificación de candidatos a materia oscura (WIMPs = weakly interacting massive particles) y de axiones solares en el Laboratorio Subterráneo de Sierra Grande.

Resultados obtenidos

El Laboratorio de Sierra Grande, construido en mayo de 1994 en uno de los túneles (a 380 metros de profundidad) de la mina de hierro HIPARSA en Sierra Grande, constituye el primer laboratorio subterráneo de ultra bajo fondo de Sudamérica. En el laboratorio se montó un detector de germanio de 1.033 kg de ultra bajo fondo cósmico rodeado por un blindaje de plomo hecho con material arqueológico de 2000 años de antigüedad y ladrillos contemporáneos con el objeto de protegerlo contra la radioactividad natural local de la mina. La adquisición de datos en este experimento continuó en forma ininterrumpida desde el comienzo de la operación en junio de 1994 hasta fines de 1997; se colectaron datos por un periodo que se extendió 1142 días. El análisis de estos datos se centró en la posible identificación de candidatos a materia oscura por tres métodos: diagramas de exclusión, modulación diurna y modulación anual de la señal esperada. Además se realizó un estudio para identificar en los datos, registros de señales producidas por la interacción de axiones provenientes del Sol con el cristal de germanio que constituye el detector. Esta línea de investigación continuó ampliándose a otros temas de astrofísica, en particular en colaboración con el grupo de Astrofísica Nuclear del Lawrence Berkeley National Laboratory, se realizaron determinaciones experimentales de las vidas medias del decaimiento beta del 54Mn y del 144Pm que son necesarias para utilizar esos isótopos como cronómetros de rayos cósmicos.

Laboratorio Detección de Partículas y Radiación, Centro Atómico Bariloche, Av. Bustillo 9500, San Carlos de Bariloche (8400), Río Negro, Argentina