Estimación de la contribución del forward scattering de muones en la señal registrada por el detector MuTe (2022)
La muografía es una técnica que permite obtener imágenes de la estructura interna de volúmenes de gran tamaño al detectar las variaciones en el flujo de muones que lo atraviesan y reconstruir sus trayectorias. En la Universidad Industrial de Santander se construyó MuTe, un telescopio de muones híbrido que combina la tecnología de un hodoscopio y un detector Cherenkov de agua y cuyo objetivo es estudiar volcanes de Colombia mediante muografía. Sin embargo, un obstáculo potencial en esta aplicación es el forward scattering de muones (MFS), un fenómeno en el que muones de bajas energías que no han atravesado el objeto estudiado son dispersados cerca de su superficie y registrados por el detector, en donde su trayectoria se recrea como si hubieran atravesado la estructura. Mediante el uso encadenado de los códigos computacionales de CORSIKA, MAGNETOCOSMICS y Geant4, en este trabajo se estudiaron algunas características distintivas de este fenómeno, tales como la probabilidad de que los muones se dispersen por MFS y su dependencia en el momentum y ángulo de incidencia. Se halló que la probabilidad de presentar MFS aumenta con el ángulo de incidencia de los muones y disminuye con su momentum inicial. También se halló que cerca del 22,7% de los muones que inciden con un ángulo de 85° o mayor respecto de la normal de la superficie y con momentum de 5,5 GeV/c o menor son dispersados por MFS. Finalmente, se halló que más del 67% de los muones que presentan MFS se desvían 5° o menos en sus ángulos cenital y acimutal. Los resultados de este trabajo son importantes para evaluar el impacto del MFS en la muografía y mitigar su efecto en la operación de MuTe.