Em Coimbra, num andar subterrâneo da Faculdade de Ciências, encontra-se o laboratório de detetores do LIP, onde são desenvolvidos novos instrumentos para deteção de radiação e partículas.
Para o projecto LouMu , foi neste lugar que o principal telescópio de muões – CorePix – passou a sua fase de otimização, antes de ser instalado na Mina do Lousal.
Telescópio de Muões “CorePix” em Coimbra
O telescópio de muões CorePix foi construído e montado no laboratório do LIP em Coimbra e é constituído por 4 planos onde é detetada a passagem dos muões. Este planos são Câmaras de Placas Resistivas ou RPCs (Resistive Plate Chambers). A eficiência e uniformidade de cada plano é também calibrada no laboratório de detetores.
Cada plano tem a dimensão de 1 m x 1 m e a distância entre eles pode variar, tipicamente é de 33,5 cm. O plano RPC superior do telescópio é composto por 64 pads de deteção, organizados em colunas e é usado apenas para confirmar as deteções. Os outros 3 planos RPC têm também 64 pads, mas organizados em formas diferentes. A zona central destes 3 RPC dão o nome ao telescópio, é o que chamamos de CorePix e é formado por 7×7 pads de 4 cm de lado cada que permitem observar com uma maior resolução nesta zona.
O laboratório de detetores localiza-se por baixo da zona da entrada do Departamento de Física da Universidade de Coimbra. Durante a otimização do telescópio, foram sendo criadas muografias em diferentes posições, a partir do nível subterrâneo do laboratório, que podem ser confrontadas com a estrutura conhecida do edifício.
Uma muografia é a imagem obtida pelo telescópio de muões a partir das contagens dos muões detetados em cada direção dentro da área angular da observação. Essa área corresponde à projeção de uma pirâmide quadrangular, com vértice no centro do detetor (representada pelo triângulo amarelo na imagem da fachada do edifício). A resolução das muografias, isto é, o nível de detalhe que se vê nas imagens, depende do tamanho dos pads detetores usados nos RPCs e da distância vertical entre os diferentes planos RPC.
Em setembro de 2020, o telescópio estava posicionado debaixo da entrada do Departamento de Física. A muografia obtida mostra uma grande área em tons castanhos onde a contagem de muões detetados foi bastante maior e corresponde à área a céu aberto, no exterior da entrada. A zona em tons amarelos, acima e à direita na muografia, corresponde à área da observação que apanha os quatro pisos superiores do edifício e por isso registou menos contagens de muões. A escala de cores usada mostra o número de contagens dividido por uma observação de referência, realizada numa posição dentro do laboratório coberta de forma uniforme pelo edifício.
De forma simples, esta é a base da sondagem feita com muografia. Quanto mais matéria ou mais denso for o material necessário atravessar para chegar ao detetor, menor é o número de muões que serão detetados, pois os muões com energia suficiente para atravessar muita matéria existem em menor quantidade. Mas é isso que permite distinguir zonas com materiais diferentes.
O espaço de entrada do departamento é uma zona livre de pisos superiores, sendo coberto apenas pelo telhado, e o espaço está apenas ocupado por um pêndulo de Focault de grandes dimensões, suspenso no teto. Por esta razão, é possível notar na muografia da imagem acima, no canto inferior direito, uma área com mais contagens de muões, identificada como a entrada do edifício.
Cada RPC tem um gás que é ionizado na passagem de cada muão, produzindo um sinal elétrico que é registado em cada pad. O muão é identificado por sinais simultâneos nos vários planos. Os muões viajam em linha reta e a direção da sua trajetória é reconstruída pelos pads que geraram maior sinal em cada plano.
Uma pequena base de dados está disponível para visualizar em forma dinâmica alguns dos muões detetados em diferentes períodos de observação.
Para explorar, visita | DETEÇÕES DOS MUÕES NAS RPCS DO COREPIX |