Viete, aké to je urobiť rontgenové vyšetrenie: idete k lekárovi, dostanete sa do veľkého stroja, oblieka si hlavnú vestu a röntgenové lúče strieľajú cez vaše telo a vytvárajú obraz vašej kostrovej štruktúry. Pri použití neutrínového detektora IceCube - rovnako ako ďalších neutrínových detektorov - by bolo možné urobiť niečo podobné, ale so Zemou.
Spolupracujúci tím fyzikov a geológov z celého sveta navrhol, že pomocou konštrukcie neutrínového detektora IceCube na južnom póle by malo byť možné získať veľmi presný obraz jadra Zeme pomocou neutrín, ktoré prúdia Zemou z druhá strana. Ich nedávny príspevok je oprávnený Zobrazovanie vnútornej štruktúry Zeme pomocou atmosférických neutrín.
Neutrína sú častice s veľmi malou hmotnosťou, ktoré veľmi často nereagujú s inými druhmi látok. Túto sekundu prúdia cez vaše telo bilióny, ale nebojte sa: šanca, že budú interagovať s ktorýmkoľvek z protónov alebo neutrónov, ktoré tvoria vaše telo, je veľmi, veľmi nízka. Čím vyššia je energia neutrína, tým je pravdepodobnejšie interakcia s časticou, ktorá má hmotu. Ak k tomu dôjde, vytvorí sa kaskáda ďalších častíc a môže sa detegovať častica nazývaná mión, ktorá sa vytvára touto reakciou.
Neutrino ďalekohľady nevyzerajú ako priemerný pozorovací ďalekohľad; skôr sú tvorené obrovským blokom hmoty, zvyčajne vodou alebo ľadom. IceCube je taký detektor, ktorý sa skladá z jedného kubického kilometra ľadu na južnom póle. Existujú malé „reťazce“ detektorov umiestnené strategicky do ľadu, ktoré zaznamenávajú prítomnosť miónov z interakcií neutrínových častíc. Veľká hmotnosť detektora zvyšuje pravdepodobnosť nájdenia zrážok medzi neutrínmi a inými časticami.
Myšlienka použiť neutrína ako spôsob zobrazenia interiéru Zeme existuje už viac ako 25 rokov, ale IceCube je prvý neutrínový ďalekohľad so schopnosťou detegovať neutrína pri energiách potrebných na poskytnutie presného obrazu jadra.
Použitie IceCube na zobrazenie vnútra Zeme by zvýšilo naše chápanie „prechodu jadra-plášťa“ - kde jadro Zeme spĺňa plášť - pretože táto metóda je presnejšia ako metódy používané v súčasnosti na odhad toho, čo je vnútri jadra. Zem vyzerá.
Francis Halzen z Katedry fyziky vo Wisconsine, jeden zo spoluautorov výskumnej práce, navrhuje: „vidíme prechod„ priamo “a nevyvodzujeme ho z nejakej analýzy nepriamych údajov, ako sú napríklad údaje o Zemi. zvukové vlny. Presnosť nášho mapovania priamo súvisí s naším uhlovým rozlíšením na ceste neutrálnou cestou cez Zem. “
Podobne ako v röntgenovom snímaní by niektoré neutrína prichádzajúce cez Zem boli blokované hustým jadrom - ako napríklad „kostra Zeme“ - zatiaľ čo tie, ktoré prúdia cez plášť, ktorý je menej hustý, by sa detegovali od IceCube.
Aj keď je ďalekohľad IceCube stále vo výstavbe, už začal s údajmi a bude sa zlepšovať až po pridaní ďalších detektorov na ľad.
Halzen povedal: „Neobvyklou vlastnosťou IceCube je to, že počas jeho výstavby pracujeme s čiastočne nasadeným detektorom. Zhromažďujeme údaje relevantné pre tento problém viac ako 1 rok a dúfame, že polovicu detektora spustíme začiatkom februára, t. J. Po ďalšej stavebnej sezóne v Antarktíde, ktorá sa práve začala. “
Očakáva sa, že zobrazovanie bude ukončené kdekoľvek medzi nasledujúcimi 3 a 10 rokmi.
Zdroj: Arxiv Paper
