Знаете какво е да направите рентген: отидете на лекар, влезете в голяма машина, тя сложи оловен жилетка и рентгеновите снимки се снимат през тялото ви, образувайки картина на скелетната ви структура. Е, използвайки детектора за неутрино IceCube - както и други неутрино детектори - може да се направи нещо много подобно на това, но на Земята.
Екип от сътрудници от физици и геолози от цял свят предложи, че с изграждането на IceCube, детектор на неутрино на Южния полюс, трябва да е възможно да се получи много точна картина на земното ядро, като се използват неутрино, които текат през Земята от другата страна. Последният им документ е озаглавен Представяне на вътрешната структура на Земята с атмосферни неутрино.
Неутрино са частици с много малка маса, които не взаимодействат много често с други видове материя. Има трилиони от тях, които преминават през вашето тяло тази секунда, но не се притеснявайте: вероятността те да взаимодействат с някой от протоните или неутроните, които съставят тялото ви, са много, много ниски. Колкото по-висока е енергията на неутрино, толкова по-голяма е вероятността да взаимодейства с частица, която има маса. Когато това се случи, се създава каскада от други частици и може да се открие частица, наречена муон, която се получава при тази реакция.
Неутрино телескопите не приличат на средните визуални телескопи; по-скоро те са съставени от огромен блок материя, обикновено вода или лед. IceCube е точно такъв детектор, съставен от един кубичен км лед на Южния полюс. Има малки „струни“ от детектори, поставени стратегически в леда, за да регистрират присъствието на мюони от взаимодействия на неутрино-частици. Голямата маса на детектора увеличава вероятността да се намерят сблъсъци между неутрино и други частици.
Идеята да се използват неутрино като начин за изобразяване на вътрешността на Земята съществува вече повече от 25 години, но IceCube е първият неутрино телескоп с възможност за откриване на неутрино при енергиите, необходими за даване на точна картина на ядрото.
Използването на IceCube за преглед на вътрешността на Земята би увеличило нашето разбиране за "прехода ядро-мантия" - там, където земното ядро отговаря на мантията - защото този метод е по-точен от методите, използвани понастоящем за оценка на вътрешността на Земята изглежда така.
Д-р Франсис Халцен от катедрата по физика на Университета в Уисконсин, един от съавторите на изследователския документ предлага, „можем да видим прехода„ директно “и да не го извеждаме от някакъв анализ на косвените данни, като например данни на Земята звукови вълни. Прецизността на нашето картографиране е пряко свързана с нашата ъглова разделителна способност по пътя, изминат през Земята от неутрино. "
Подобно на рентген, някои неутрино, идващи през Земята, ще бъдат блокирани от плътното ядро - като „скелета на Земята“, докато тези, които струят през мантията, която е по-малко плътна, ще бъдат засечени. от IceCube.
Въпреки че телескопът IceCube все още е в процес на изграждане, той вече е започнал да взема данни и ще продължи да се усъвършенства, тъй като към леда се добавят още детектори.
Д-р Халцен каза: „Необичайна особеност на IceCube е, че ние управляваме частично внедрения детектор, докато го конструираме. Ние събираме данни, свързани с този проблем, повече от 1 година и се надяваме да стартираме половината детектор, като започнем този февруари, т.е. след поредния строителен сезон през лятото на Антарктида, който току-що започна. “
Очаква се изображенията да бъдат завършени навсякъде между следващите 3 и 10 години.
Източник: Arxiv Paper
