Bir X-ışını yapmanın nasıl bir şey olduğunu biliyorsunuz: doktora gidiyorsunuz, büyük bir makineye giriyorsunuz, kurşun yelek giyiyor ve X-ışınları vücudunuzdan ateş ediyor ve iskelet yapınızın bir resmini oluşturuyor. Peki, gelmek için IceCube nötrino dedektörünün yanı sıra diğer nötrino dedektörlerini kullanmak - buna çok benzer bir şey yapmak mümkün olabilir, ancak Dünya'ya.
Dünyanın dört bir yanından gelen fizikçiler ve jeologlardan oluşan ortak bir ekip, Güney Kutbu'ndaki bir nötrino dedektörü olan IceCube'un inşasıyla, Dünya'dan akan nötrinoları kullanarak Dünya'nın çekirdeğinin çok doğru bir resmini elde etmenin mümkün olduğunu önerdi. diğer taraf. Son makaleleri şu haklara sahiptir: Atmosferik Nötrinolarla Dünyanın İç Yapısını Görüntüleme.
Nötrinolar, diğer madde türleri ile çok sık etkileşime girmeyen çok küçük kütleli parçacıklardır. Trilyonlarca insan vücudunuzda bu kadar akar, ancak endişelenmeyin: Vücudunuzu oluşturan proton veya nötronlardan herhangi biri ile etkileşime girme şansı çok çok düşüktür. Nötrino enerjisi ne kadar yüksek olursa, kütlesi olan bir parçacık ile etkileşime girme olasılığı o kadar yüksektir. Bu gerçekleştiğinde, diğer partiküllerden oluşan bir basamak oluşur ve bu reaksiyonla üretilen bir müon adı verilen bir partikül tespit edilebilir.
Nötrino teleskopları ortalama izleme teleskoplarınıza benzemez; daha çok, genellikle su veya buz gibi büyük bir madde bloğundan oluşurlar. IceCube, Güney Kutbu'ndaki bir kilometreküp buzdan oluşan böyle bir dedektördür. Nötrino-parçacık etkileşimlerinden müonların varlığını kaydetmek için buzun içine stratejik olarak yerleştirilmiş küçük detektör dizileri vardır. Dedektörün büyük kütlesi, nötrinolar ve diğer parçacıklar arasındaki çarpışmaların bulunma olasılığını arttırır.
Nötrinoları Dünya'nın iç mekanını görüntülemenin bir yolu olarak kullanma fikri 25 yıldan uzun bir süredir var, ancak IceCube, çekirdeğin doğru bir resmini vermek için gerekli enerjilerde nötrinoları tespit edebilen ilk nötrino teleskopudur.
Dünya'nın içini görüntülemek için IceCube kullanmak, Dünya'nın çekirdeğinin manto ile buluştuğu “çekirdek-manto geçişi” hakkındaki anlayışımızı artıracaktır - çünkü bu yöntem, şu anda içerideki şeyin ne olduğunu tahmin etmek için kullanılan yöntemlerden daha doğrudur. Dünya benziyor.
Araştırma belgesinin yazarlarından biri olan Wisconsin Üniversitesi Fizik Bölümü'nden Dr. Francis Halzen “geçişi“ doğrudan görebiliriz ”ve dünyadaki veriler gibi dolaylı verilerin analizinden çıkartamazız ses dalgaları. Haritamızın hassasiyeti, doğrudan bir nötrino tarafından Dünya'ya giden yoldaki açısal çözümümüzle ilgilidir. ”
Bir röntgen filminde olduğu gibi, Dünya'dan gelen nötrinoların bazıları yoğun çekirdek tarafından engellenir - Dünya'nın “iskeleti” gibi - daha az yoğun olan mantodan akan olanlar tespit edilirdi IceCube tarafından.
IceCube teleskopu hala yapım aşamasında olmasına rağmen, zaten veri almaya başladı ve sadece buza daha fazla dedektör eklendikçe gelişmeye devam edecek.
Halzen, “IceCube'ün alışılmadık bir özelliği, kısmen dağıtılan dedektörü inşa ederken çalıştırmamızdır. Bu sorunla ilgili verileri 1 yıldan uzun bir süredir topluyoruz ve bu şubattan başlayarak dedektörün yarısını, yani yeni başlayan Antarktika yazında başka bir inşaat sezonundan sonra çalıştırmayı umuyoruz. ”
Görüntülemenin önümüzdeki 3 ile 10 yıl arasında bitmesi bekleniyor.
Kaynak: Arxiv Paper
