Búsqueda de axiones solares en los datos del experimento ANAIS-112

Pellicer Navarro, Marta
Martínez Pérez, María Lucía (dir.) ; Sarsa Sarsa, María Luisa (dir.)

Universidad de Zaragoza, CIEN, 2020
Departamento de Física Teórica, Área de Física Atómica, Molecular y Nuclear

Graduado en Física

Resumen: ANAIS-112 es un experimento de detección directa de Materia Oscura localizado en el Laboratorio Subterráneo de Canfranc (LSC) con 112,5 kg de NaI(Tl) en fase de toma de datos. El objetivo de ANAIS-112 es confirmar o refutar el controvertido resultado del experimento DAMA/LIBRA: la observación con alto significado estadístico de una modulación en su ritmo de detección compatible con la esperada para WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) del halo galáctico.
Sin embargo, hay otros procesos poco probables que pueden ser analizados a partir de los datos que proporciona el propio experimento. En este trabajo se propone analizar la posible señal que producirían axiones solares en los detectores de ANAIS-112. Axiones de 14,4 keV de energía se producen en el núcleo solar en la transición M1 del 57Fe. Estos axiones se podrían detectar por efecto axio-eléctrico en ANAIS. La no observación de esta señal a esta energía permite obtener una cota al producto de las constantes de acoplo axión-electrón y axión-fotón, que será el objetivo último de la presente memoria.
Se ha realizado para ello una búsqueda bibliográfica sobre los axiones en general y sobre los axiones solares en particular, estudiando los mecanismos de acoplo a la materia convencional, mecanismos de producción en el Sol y posible detección en la Tierra. Asimismo, haciendo uso del software de análisis ROOT, se han analizado los datos recogidos por el experimento ANAIS por debajo de 50 keV de energía, para dar una cota al producto de las constantes de acoplo axión-electrón y axión-fotón anteriormente mencionada. Finalmente, comparamos nuestro resultado con el obtenido por otros experimentos.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado