Du vet hvordan det er å få gjort en røntgenstråle: du går til legen, får i en stor maskin, hun tar på seg en blyvest og røntgenbilder skyter gjennom kroppen din og danner et bilde av skjelettstrukturen din. Vel, ved å bruke IceCube neutrino detektor - så vel som andre neutrino detektorer for å komme - kan det være mulig å gjøre noe veldig likt dette, men med jorden.
Et samarbeidsteam av fysikere og geologer fra hele verden har foreslått at med byggingen av IceCube, en nøytrino-detektor ved Sydpolen, skulle det være mulig å få et veldig nøyaktig bilde av jordens kjerne ved bruk av nøytrinoer som strømmer gjennom jorden fra den andre siden. Deres nyere papir har rett Avbildning av den indre strukturen i jorden med atmosfæriske nøytrinoer.
Neutrino er partikler med veldig liten masse som ikke samhandler med andre typer materie veldig ofte. Det er billioner av dem som strømmer gjennom kroppen din akkurat nå, men ikke bekymre deg: sjansen for at de vil samhandle med noen av protonene eller nøytronene som utgjør kroppen din er veldig, veldig lav. Jo høyere energi fra nøytrinoen, jo mer sannsynlig er det å samhandle med en partikkel som har masse. Når dette skjer, opprettes en kaskade av andre partikler, og en partikkel kalt en muon som produseres av denne reaksjonen, kan oppdages.
Neutrino-teleskoper ser ikke ut som de gjennomsnittlige visningsteleskopene dine; snarere består de av en enorm materieblokk, vanligvis vann eller is. IceCube er nettopp en slik detektor, som består av en kubikk km is på Sydpolen. Det er små "strenger" av detektorer plassert strategisk i isen for å registrere tilstedeværelsen av muoner fra nøytrino-partikkelinteraksjoner. Detektorens store masse øker sannsynligheten for å finne kollisjonene mellom nøytrinoer og andre partikler.
Ideen om å bruke nøytrinoer som en måte å avbilde Jordens indre har eksistert i mer enn 25 år, men IceCube er det første nøytrino-teleskopet med evnen til å oppdage nøytrinoer ved energiene som er nødvendige for å gi et nøyaktig bilde av kjernen.
Å bruke IceCube for å se på innsiden av jorden vil øke vår forståelse av "kjernemantelovergangen" - der jordens kjerne møter mantelen - fordi denne metoden er mer nøyaktig enn metoder som for øyeblikket er brukt for å estimere hva innsiden av Jorden ser ut.
Dr. Francis Halzen fra University of Wisconsin Department of Physics, en av medforfatterne av forskningsartikelen foreslår, "vi kan se overgangen" direkte "og ikke utlede den fra en analyse av indirekte data, for eksempel data på jorden lydbølger. Presisjonen av kartleggingen vår er direkte relatert til vår vinkeloppløsning på banen tatt gjennom jorden av en nøytrino. "
På samme måte som i en røntgenstråle, ville noen av nøytrinoene som kommer gjennom jorden bli blokkert av den tette kjernen - som jordens "skjelett" - mens de som strømmer gjennom mantelen, som er mindre tette, vil bli oppdaget av IceCube.
Selv om IceCube-teleskopet fremdeles er under bygging, har det allerede begynt å ta data, og vil bare fortsette å forbedre seg etter hvert som flere detektorer blir lagt til isen.
Dr. Halzen sa: "Et uvanlig trekk ved IceCube er at vi bruker den delvis utplasserte detektoren mens vi konstruerer den. Vi har samlet inn data som er relevante for dette problemet i mer enn ett år, og håper å kjøre halve detektoren med start i februar, dvs. etter nok en byggesesong over den antarktiske sommeren som nettopp startet. ”
Bildet forventes å være ferdig hvor som helst mellom de neste 3 og 10 årene.
Kilde: Arxiv Paper
