אתה יודע איך לעשות צילום רנטגן: אתה הולך לרופא, נכנס למכונה גדולה, היא לובשת אפוד עופרת וצילומי רנטגן יורים בגופך ויוצרים תמונה של מבנה השלד שלך. ובכן, באמצעות גלאי הנייטרינו של IceCube - כמו גם גלאי נייטרינו אחרים שיבואו - יתכן ואפשר לעשות משהו דומה מאוד לזה, אבל לכדור הארץ.
צוות שיתופי פעולה של פיסיקאים וגיאולוגים מרחבי העולם הציע שעם הקמת IceCube, גלאי נייטרינו בקוטב הדרומי, יהיה אפשר לקבל תמונה מדויקת מאוד של ליבת כדור הארץ באמצעות נייטרינו הזורם בכדור הארץ מכ הצד השני. העיתון האחרון שלהם זכאי הדמיית המבנה הפנימי של כדור הארץ באמצעות נייטרינו אטמוספרי.
נייטרינו הם חלקיקים בעלי מסה קטנה מאוד שאינם מקיימים אינטראקציה עם סוגים אחרים של חומר לעתים קרובות מאוד. יש טריליונים מהם זורמים בגופך ברגע זה ממש, אך אל דאגה: הסיכוי שהם יתקשרו עם פרוטונים או נויטרונים המרכיבים את גופך הם נמוכים מאוד. ככל שהאנרגיה של הנייטרינו גבוהה יותר, כך גדל הסיכוי ליצור אינטראקציה עם חלקיק שיש לו מסה. כאשר זה קורה נוצר מפל של חלקיקים אחרים, וניתן לאתר חלקיק הנקרא מיאון המיוצר על ידי תגובה זו.
טלסקופים של נייטרינו לא נראים כמו טלסקופ הצפייה הממוצע שלך; במקום זאת, הם מורכבים מגוש חומר ענק, בדרך כלל מים או קרח. IceCube הוא בדיוק גלאי כזה, המורכב מקמ"ק קוב אחד בקוטב הדרומי. ישנם "מחרוזות" קטנות של גלאים הממוקמים אסטרטגית בקרח כדי לתעד את נוכחותם של מיונים מאינטראקציות בין חלקיקים נייטרינו. המסה הגדולה של הגלאי מגדילה את הסבירות למצוא את ההתנגשויות בין נייטרינו לחלקיקים אחרים.
הרעיון להשתמש בנייטרינו כדרך לדימוי פנים הפנים של כדור הארץ קיים כבר למעלה מ 25 שנה, אך IceCube הוא הטלסקופ הנייטרינו הראשון עם היכולת לאתר נייטרינו באנרגיות הנחוצות כדי לתת תמונה מדויקת של הליבה.
השימוש ב- IceCube לצפייה בתוך כדור הארץ יגדיל את ההבנה שלנו לגבי "מעבר ליבת המעטפת" - היכן שגרעין כדור הארץ פוגש את המעטפת - מכיוון ששיטה זו מדויקת יותר משיטות המשמשות כיום להערכת מה החלק הפנימי של הכדור האדמה נראית.
ד"ר פרנסיס הלזן מהמחלקה לפיזיקה מאוניברסיטת ויסקונסין, אחד מחברי המחקר של עבודת המחקר מציע, "נוכל לראות את המעבר" ישירות "ולא להסיק אותו מניתוח של נתונים עקיפים, כמו נתונים על כדור הארץ גלי קול. הדיוק של המיפוי שלנו קשור ישירות לרזולוציה הזוויתית שלנו על הדרך שעבר כדור הארץ על ידי נייטרינו. "
ממש כמו בצילום רנטגן, חלק מהנייטרינים המגיעים דרך כדור הארץ ייחסמו על ידי הגלעין הצפוף - כמו "השלד" של כדור הארץ - ואילו אלה הזורמים דרך המעטפת, שהיא פחות צפופה, יתגלו מאת IceCube.
למרות שהטלסקופ IceCube עדיין נמצא בבנייה, הוא כבר החל לקחת נתונים ורק ימשיך להשתפר ככל שיתווספו עוד גלאים לקרח.
ד"ר הלזן אמר, "מאפיין יוצא דופן של IceCube הוא שאנחנו מפעילים את הגלאי הפרוס בחלקו בזמן שאנחנו בונים אותו. אנו אוספים נתונים הרלוונטיים לבעיה זו כבר יותר משנה ומקווים להריץ את חצי הגלאי החל מפברואר הקרוב, כלומר לאחר עונת בנייה נוספת במהלך הקיץ באנטארקטיקה שזה עתה החלה. "
ההדמיה צפויה להסתיים בכל מקום בין 3 לעשר השנים הבאות.
מקור: נייר Arxiv
