Víte, jaké to je udělat rentgen: uděláte doktora, nastoupíte do velkého stroje, nasadí si hlavní vestu a rentgenové paprsky vystřelí vaším tělem a vytvoří obrázek vaší kosterní struktury. Při použití neutronového detektoru IceCube - stejně jako dalších neutrinových detektorů - by mohlo být možné udělat něco podobného, ale na Zemi.
Spolupracující tým fyziků a geologů z celého světa navrhl, že se konstrukcí IceCube, neutrino detektoru na jižním pólu, by mělo být možné získat velmi přesný obrázek jádra Země pomocí neutrin, které proudí přes Zemi z druhá strana. Jejich nedávný příspěvek je oprávněn Zobrazování vnitřní struktury Země pomocí atmosférických neutrin.
Neutrina jsou částice s velmi malou hmotou, které velmi často nereagují s jinými typy látek. Této sekundy se v těle proudí biliony, ale nebojte se: šance, že budou interagovat s některými z protonů nebo neutronů, které tvoří vaše tělo, jsou velmi, velmi nízké. Čím vyšší je energie neutrin, tím je pravděpodobnější, že interaguje s částicí, která má hmotnost. Když k tomu dojde, vytvoří se kaskáda dalších částic a může být detekována částice zvaná mion, která je produkována touto reakcí.
Neutrino dalekohledy nevypadají jako průměrný dalekohled; spíše jsou tvořeny obrovským blokem hmoty, obvykle vodou nebo ledem. IceCube je jen takový detektor, který se skládá z jednoho kubického kilometru ledu na jižním pólu. Existují malé „řetězce“ detektorů umístěné strategicky do ledu, které zaznamenávají přítomnost mionů z interakcí neutrino-částic. Velká hmotnost detektoru zvyšuje pravděpodobnost nalezení srážek mezi neutriny a jinými částicemi.
Myšlenka použít neutrina jako způsob zobrazení vnitřního prostoru Země existuje již více než 25 let, ale IceCube je první neutrinový dalekohled se schopností detekovat neutrina při energiích nezbytných k poskytnutí přesného obrazu jádra.
Použití IceCube k pohledu dovnitř Země by zvýšilo naše porozumění „přechodu z jádra na plášť“ - kde jádro Země splňuje plášť - protože tato metoda je přesnější než metody používané v současné době k odhadu toho, co je uvnitř Země vypadá.
Francis Halzen z Katedry fyziky University of Wisconsin, jeden ze spoluautorů výzkumné práce, navrhuje: „můžeme vidět přechod„ přímo “a nevyvodit z něj nějakou analýzu nepřímých dat, jako jsou například údaje o Zemi zvukové vlny. Přesnost našeho mapování přímo souvisí s naším úhlovým rozlišením na cestě, kterou prošlo neutrino na Zemi. “
Podobně jako v rentgenovém paprsku by některá neutrina přicházející přes Zemi byla blokována hustým jádrem - jako je „kostra Země“ - zatímco ti, kteří proudí přes plášť, který je méně hustý, budou detekovány od IceCube.
Přestože je dalekohled IceCube stále ve výstavbě, již začal s pořizováním dat a bude se zlepšovat až po přidání dalších detektorů k ledu.
Dr. Halzen řekl: „Neobvyklou vlastností IceCube je to, že při konstrukci detektoru částečně používáme detektor. Shromažďujeme data relevantní pro tento problém více než 1 rok a doufáme, že polovinu detektoru spustíme počínaje únorem, tj. Po další stavební sezóně v Antarktidě, která právě začala. “
Očekává se, že zobrazování bude dokončeno kdekoli mezi příštích 3 a 10 lety.
Zdroj: Arxiv Paper
