X線検査を行うのはどのようなものか知っています。医師のところに行き、大きな機械に乗り、彼女は鉛のベストを着て、X線があなたの体を通り抜け、骨格構造の画像を形成します。さて、IceCubeニュートリノ検出器やその他のニュートリノ検出器を使用すると、これと非常によく似たことが、地球に対して実行できる可能性があります。
世界中の物理学者と地質学者の共同チームは、南極にニュートリノ検出器であるアイスキューブを構築することで、地球から地球を流れるニュートリノを使用して地球のコアの非常に正確な画像を取得することが可能になるはずだと提案しました。反対側。彼らの最近の論文は 大気ニュートリノで地球の内部構造をイメージング.
ニュートリノは、質量が非常に小さい粒子であり、他の種類の物質とあまり相互作用しません。この瞬間、数兆個が体内を流れていますが、心配する必要はありません。体を構成する陽子または中性子と相互作用する可能性は非常に低いです。ニュートリノのエネルギーが高いほど、質量のある粒子と相互作用する可能性が高くなります。これが発生すると、他の粒子のカスケードが作成され、この反応によって生成されたミューオンと呼ばれる粒子を検出できます。
ニュートリノ望遠鏡は、あなたの平均的な望遠鏡のようには見えません。むしろ、それらは通常は水または氷である物質の巨大なブロックで構成されています。 IceCubeはまさにそのような検出器であり、南極の1立方kmの氷で構成されています。ニュートリノ粒子相互作用からのミュー粒子の存在を記録するために、氷の中に戦略的に配置された検出器の小さな「ストリング」があります。検出器の質量が大きいと、ニュートリノと他の粒子との衝突を見つける可能性が高くなります。
地球の内部を画像化する方法としてニュートリノを使用するという考えは25年以上前からありますが、IceCubeは、コアの正確な画像を提供するために必要なエネルギーでニュートリノを検出する機能を備えた最初のニュートリノ望遠鏡です。
アイスキューブを使用して地球の内部を表示すると、「コア-マントル遷移」、つまり地球のコアがマントルに出会う場所についての理解が深まります。この方法は、現在内部の推定に使用されている方法よりも正確だからです。地球はこんな感じです。
研究論文の共著者の1人であるウィスコンシン大学物理学部のフランシスハルゼン博士は、次のように提案しています。「地球上のデータなどの間接データの分析からは、「直接」遷移を見ることができ、それを推測することはできない音波。マッピングの精度は、ニュートリノによって地球を通過する経路の角度分解能に直接関連しています。」
X線のように、地球を通過するニュートリノの一部は、地球の「骨格」のような高密度のコアによってブロックされますが、密度の低いマントルを流れるニュートリノが検出されます。 IceCubeによる。
IceCube望遠鏡はまだ建設中ですが、すでにデータの取得を開始しており、さらに多くの検出器が氷に追加されて初めて改善されます。
ハルゼン博士は、次のように述べています。私たちはこの問題に関連するデータを1年以上収集しており、この2月から、つまり開始したばかりの南極の夏の別の建設シーズンの後に、検出器の半分を稼働させたいと考えています。」
イメージングは、今後3〜10年の間に終了する予定です。
出典：Arxiv Paper
