Ξέρετε πώς είναι να κάνετε μια ακτινογραφία: πηγαίνετε στο γιατρό, πηγαίνετε σε ένα μεγάλο μηχάνημα, φοράει ένα γιλέκο μολύβδου και οι ακτίνες Χ πυροβολούν το σώμα σας, σχηματίζοντας μια εικόνα της σκελετικής σας δομής. Λοιπόν, χρησιμοποιώντας τον ανιχνευτή νετρίνων του IceCube - καθώς και άλλους ανιχνευτές νετρίνων - θα ήταν δυνατόν να κάνουμε κάτι πολύ παρόμοιο με αυτό, αλλά με τη Γη.
Μια συνεργατική ομάδα φυσικών και γεωλόγων από όλο τον κόσμο πρότεινε ότι με την κατασκευή του IceCube, ενός ανιχνευτή νετρίνων στο Νότιο Πόλο, θα πρέπει να είναι δυνατή η λήψη μιας πολύ ακριβούς εικόνας του πυρήνα της Γης χρησιμοποιώντας νετρίνα που ρέουν μέσω της Γης από η άλλη πλευρά. Η πρόσφατη εφημερίδα τους έχει τίτλο Απεικόνιση της εσωτερικής δομής της γης με ατμοσφαιρικά νετρίνα.
Τα νετρίνα είναι σωματίδια με πολύ μικρή μάζα που δεν αλληλεπιδρούν με άλλους τύπους ύλης πολύ συχνά. Υπάρχουν τρισεκατομμύρια από αυτούς που ρέουν στο σώμα σας αυτό το δευτερόλεπτο, αλλά μην ανησυχείτε: η πιθανότητα να αλληλεπιδράσουν με οποιοδήποτε από τα πρωτόνια ή τα νετρόνια που αποτελούν το σώμα σας είναι πολύ, πολύ χαμηλή. Όσο υψηλότερη είναι η ενέργεια του νετρίνου, τόσο πιθανότερο είναι να αλληλεπιδράσει με ένα σωματίδιο που έχει μάζα. Όταν συμβαίνει αυτό, δημιουργείται ένας καταρράκτης άλλων σωματιδίων και μπορεί να ανιχνευθεί ένα σωματίδιο που ονομάζεται muon και παράγεται από αυτήν την αντίδραση.
Τα τηλεσκόπια Neutrino δεν μοιάζουν με τα μέσα τηλεσκόπια προβολής. Αντίθετα, αποτελούνται από ένα τεράστιο κομμάτι ύλης, συνήθως νερό ή πάγο. Το IceCube είναι ένας τέτοιος ανιχνευτής, που αποτελείται από ένα κυβικό χιλιόμετρο πάγου στο Νότιο Πόλο. Υπάρχουν μικρές «χορδές» ανιχνευτών που τοποθετούνται στρατηγικά στον πάγο για να καταγράψουν την παρουσία μιόνων από αλληλεπιδράσεις νετρίνων-σωματιδίων. Η μεγάλη μάζα του ανιχνευτή αυξάνει την πιθανότητα εύρεσης συγκρούσεων μεταξύ νετρίνων και άλλων σωματιδίων.
Η ιδέα να χρησιμοποιηθούν νετρίνα ως τρόπος απεικόνισης του εσωτερικού της Γης υπάρχει εδώ και περισσότερα από 25 χρόνια, αλλά το IceCube είναι το πρώτο τηλεσκόπιο νετρίνων με την ικανότητα να ανιχνεύει νετρίνα στις ενέργειες που είναι απαραίτητες για να δώσει μια ακριβή εικόνα του πυρήνα.
Η χρήση του IceCube για να δείτε το εσωτερικό της Γης θα αύξανε την κατανόησή μας για τη "μετάβαση πυρήνα-μανδύα" - όπου ο πυρήνας της Γης συναντά τον μανδύα - γιατί αυτή η μέθοδος είναι πιο ακριβής από τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται σήμερα για να εκτιμηθεί τι είναι το εσωτερικό του Η Γη μοιάζει.
Ο Δρ Francis Halzen του Τμήματος Φυσικής του Πανεπιστημίου του Ουισκόνσιν, ένας από τους συν-συγγραφείς του ερευνητικού εγγράφου προτείνει, «μπορούμε να δούμε τη μετάβαση« άμεσα »και να μην συμπεράνουμε από κάποια ανάλυση έμμεσων δεδομένων, όπως τα δεδομένα στη Γη ηχητικά κύματα. Η ακρίβεια της χαρτογράφησής μας σχετίζεται άμεσα με τη γωνιακή μας ανάλυση στην πορεία που ακολουθεί η Γη από ένα νετρίνο. "
Όπως και σε μια ακτινογραφία, μερικά από τα νετρίνα που έρχονται μέσω της Γης θα μπλοκαριστούν από τον πυκνό πυρήνα - όπως ο "σκελετός" της Γης - ενώ αυτοί που ρέουν μέσω του μανδύα, ο οποίος είναι λιγότερο πυκνός, θα ανιχνευθούν από το IceCube.
Αν και το τηλεσκόπιο IceCube είναι ακόμη υπό κατασκευή, έχει ήδη αρχίσει να λαμβάνει δεδομένα και θα συνεχίσει να βελτιώνεται μόνο όταν προστίθενται περισσότεροι ανιχνευτές στον πάγο.
Ο Δρ Halzen είπε, «Ένα ασυνήθιστο χαρακτηριστικό του IceCube είναι ότι λειτουργούμε τον μερικώς ανεπτυγμένο ανιχνευτή ενώ το κατασκευάζουμε. Συλλέγουμε δεδομένα που σχετίζονται με αυτό το πρόβλημα για περισσότερο από 1 χρόνο και ελπίζουμε να τρέξουμε τον μισό ανιχνευτή από τον Φεβρουάριο, δηλαδή μετά από μια άλλη κατασκευαστική περίοδο το καλοκαίρι της Ανταρκτικής που μόλις ξεκίνησε. "
Η απεικόνιση αναμένεται να ολοκληρωθεί οπουδήποτε μεταξύ των επόμενων 3 και 10 ετών.
Πηγή: Arxiv Paper
