Jūs zināt, kas tas ir, ja tiek veikts rentgenstūris: ejat pie ārsta, ieejat lielā mašīnā, viņa uzvelk svina vestu, un rentgenstari izšauj caur jūsu ķermeni, veidojot skeleta struktūras attēlu. Izmantojot IceCube neitrīno detektoru - kā arī citus neitrīno detektorus - iespējams, var izdarīt kaut ko ļoti līdzīgu šim, bet tikai uz Zemes.
Fiziku un ģeologu sadarbības komanda no visas pasaules ir ierosinājusi, ka, izveidojot neitrīno detektoru IceCube pie Dienvidu pola, vajadzētu būt iespējamam iegūt ļoti precīzu priekšstatu par Zemes kodolu, izmantojot neitrīnus, kas plūst caur Zemi no otra puse. Viņu nesenajam darbam ir tiesības Zemes iekšējās struktūras attēlošana ar atmosfēras neitrīniem.
Neitrīni ir daļiņas ar ļoti mazu masu, kas ļoti bieži nav mijiedarbojas ar cita veida matērijām. Ir triljoni no tiem, kas straumē pa jūsu ķermeni tieši šajā sekundē, bet neuztraucieties: ir ļoti, ļoti maza iespēja, ka viņi mijiedarbosies ar kādu no protoniem vai neitroniem, kas veido jūsu ķermeni. Jo augstāka ir neitrīno enerģija, jo lielāka iespēja mijiedarboties ar daļiņu, kurai ir masa. Kad tas notiek, tiek izveidota citu daļiņu kaskāde, un var noteikt daļiņu, ko sauc par muonu un kuru rada šī reakcija.
Neitrino teleskopi neizskatās kaut kas līdzīgs jūsu vidējiem skatīšanās teleskopiem; drīzāk tos veido milzīgs matērijas bloks, parasti ūdens vai ledus. IceCube ir tieši šāds detektors, ko veido viens kubik km km ledus pie Dienvidpola. Ir nelielas detektoru “virknes”, kas stratēģiski novietotas ledū, lai reģistrētu neitrīno-daļiņu mijiedarbības muonus. Liela detektora masa palielina iespējamību atrast neitrīnu un citu daļiņu sadursmes.
Ideja izmantot neitrīnus kā veidu, kā attēlot Zemes interjeru, pastāv jau vairāk nekā 25 gadus, taču IceCube ir pirmais neitrīno teleskops ar spēju noteikt neitrīnus pie enerģijas, kas nepieciešama, lai sniegtu precīzu kodola attēlu.
IceCube izmantošana, lai apskatītu Zemes iekšpusi, palielinātu mūsu izpratni par “kodola-mantijas pāreju” - “kur Zemes kodols satiekas ar mantiju”, jo šī metode ir precīzāka nekā pašlaik izmantotās metodes, lai novērtētu, kāda ir Zeme izskatās.
Dr Francis Halzen no Viskonsinas Universitātes Fizikas departamenta, viens no pētījuma līdzautoriem, ierosina: “Mēs varam redzēt pāreju“ tieši ”un neizsecināt to no dažu netiešu datu, piemēram, Zemes, analīzes. skaņas viļņi. Mūsu kartēšanas precizitāte ir tieši saistīta ar mūsu leņķisko izšķirtspēju uz ceļa, ko neitrīno ved caur Zemi. ”
Līdzīgi kā rentgena laikā dažus neitrīnus, kas nonāk caur Zemi, aizsprosto blīvs kodols - tāpat kā Zemes “skelets” -, kamēr tiek atklāti tie, kas plūst caur mantiju, kas ir mazāk blīva. Autors: IceCube.
Lai arī IceCube teleskops joprojām tiek būvēts, tas jau ir sācis ņemt datus, un tas tikai uzlabosies, jo ledus tiks pievienots vairāk detektoru.
Dr Halzen teica: “Neparasta IceCube iezīme ir tā, ka mēs darbojamies daļēji izvietotā detektorā, kamēr to uzbūvējam. Mēs vairāk nekā 1 gadu esam apkopojuši datus, kas attiecas uz šo problēmu, un ceram, ka puse detektoru darbosies, sākot ar šī gada februāri, t.i., pēc vēl vienas celtniecības sezonas virs tikko sākušās Antarktikas vasaras. ”
Paredzams, ka attēlveidošana tiks pabeigta jebkur nākamo 3 līdz 10 gadu laikā.
Avots: Arxiv Paper
