Sai com'è fare una radiografia: vai dal dottore, entri in una grande macchina, indossa un giubbotto di piombo e i raggi X sparano attraverso il tuo corpo, formando un'immagine della tua struttura scheletrica. Bene, usando il rivelatore di neutrini IceCube - così come altri rivelatori di neutrini a venire - potrebbe essere possibile fare qualcosa di molto simile a questo, ma alla Terra.
Un team collaborativo di fisici e geologi di tutto il mondo ha proposto che con la costruzione di IceCube, un rivelatore di neutrini al Polo Sud, dovrebbe essere possibile ottenere un quadro molto preciso del nucleo terrestre usando neutrini che scorrono attraverso la Terra da l'altra parte. Il loro recente articolo è intitolato Imaging della struttura interna della Terra con neutrini atmosferici.
I neutrini sono particelle con una massa molto piccola che non interagiscono molto spesso con altri tipi di materia. Ci sono migliaia di miliardi di loro che fluiscono attraverso il tuo corpo in questo secondo, ma non preoccuparti: le probabilità che interagiscano con uno qualsiasi dei protoni o dei neutroni che compongono il tuo corpo sono molto, molto basse. Maggiore è l'energia del neutrino, più è probabile che interagisca con una particella che ha massa. Quando ciò accade, viene creata una cascata di altre particelle e viene rilevata una particella chiamata muone prodotta da questa reazione.
I telescopi Neutrino non assomigliano affatto ai tuoi normali telescopi di visualizzazione; piuttosto, sono costituiti da un enorme blocco di materia, solitamente acqua o ghiaccio. IceCube è proprio un tale rivelatore, costituito da un km cubo di ghiaccio al Polo Sud. Ci sono piccole "stringhe" di rivelatori posizionati strategicamente nel ghiaccio per registrare la presenza di muoni dalle interazioni neutrino-particella. La grande massa del rivelatore aumenta la probabilità di trovare le collisioni tra neutrini e altre particelle.
L'idea di usare i neutrini come un modo per immaginare l'interno della Terra è in circolazione da più di 25 anni, ma IceCube è il primo telescopio per neutrini con la capacità di rilevare i neutrini alle energie necessarie per fornire un quadro accurato del nucleo.
L'uso di IceCube per visualizzare l'interno della Terra aumenterebbe la nostra comprensione della "transizione nucleo-mantello" - dove il nucleo della Terra incontra il mantello - perché questo metodo è più preciso dei metodi attualmente utilizzati per stimare ciò che l'interno della Terra La Terra sembra.
Il dottor Francis Halzen del Dipartimento di Fisica dell'Università del Wisconsin, uno dei coautori del documento di ricerca propone, "possiamo vedere la transizione" direttamente "e non inferirla da alcune analisi di dati indiretti, come i dati sulla Terra onde sonore. La precisione della nostra mappatura è direttamente correlata alla nostra risoluzione angolare sul percorso intrapreso dalla Terra da un neutrino. "
Proprio come in una radiografia, alcuni dei neutrini che attraversano la Terra sarebbero bloccati dal nucleo denso - come lo "scheletro" della Terra - mentre verrebbero rilevati quelli che scorrono attraverso il mantello, che è meno denso. di IceCube.
Sebbene il telescopio IceCube sia ancora in costruzione, ha già iniziato a raccogliere dati e continuerà a migliorare solo con l'aggiunta di più rilevatori al ghiaccio.
Il dottor Halzen ha dichiarato: “Una caratteristica insolita di IceCube è che azioniamo il rilevatore parzialmente distribuito mentre lo stiamo costruendo. Stiamo raccogliendo dati rilevanti per questo problema da più di 1 anno e speriamo di far funzionare metà del rilevatore a partire da febbraio, ovvero dopo un'altra stagione di costruzione durante l'estate antartica appena iniziata. "
Si prevede che l'imaging finirà ovunque tra i prossimi 3 e 10 anni.
Fonte: carta Arxiv
