คุณรู้ว่าการทำ X-ray นั้นเป็นอย่างไร: ไปพบแพทย์เข้าเครื่องใหญ่ ๆ เธอสวมเสื้อกั๊กตะกั่วและ X-ray พุ่งทะลุร่างของคุณสร้างภาพโครงกระดูกของคุณ การใช้เครื่องตรวจจับนิวทริโน่ IceCube - เช่นเดียวกับเครื่องตรวจจับนิวตริโนอื่น ๆ ที่จะมา - อาจเป็นไปได้ที่จะทำสิ่งที่คล้ายกันมาก แต่กับโลก
คณะทำงานร่วมกันของนักฟิสิกส์และนักธรณีวิทยาจากทั่วโลกได้เสนอว่าด้วยการสร้าง IceCube เครื่องตรวจจับนิวตริโนที่ขั้วโลกใต้ก็เป็นไปได้ที่จะได้ภาพแกนกลางของโลกที่แม่นยำโดยใช้นิวตริโนที่ไหลผ่านโลกจาก ด้านอื่น ๆ. บทความล่าสุดของพวกเขามีสิทธิ์ การถ่ายภาพโครงสร้างภายในของโลกด้วยนิวตริโนบรรยากาศ.
นิวตริโนเป็นอนุภาคที่มีมวลน้อยมากซึ่งไม่ได้โต้ตอบกับสสารชนิดอื่นบ่อยนัก มีล้านล้านพวกมันไหลผ่านร่างกายของคุณในวินาทีนี้ แต่ไม่ต้องกังวล: โอกาสที่พวกเขาจะโต้ตอบกับโปรตอนหรือนิวตรอนใด ๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นร่างกายของคุณนั้นต่ำมาก ยิ่งพลังงานของนิวตริโนยิ่งสูงก็ยิ่งมีโอกาสมากขึ้นที่จะทำปฏิกิริยากับอนุภาคที่มีมวล เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นจะมีการสร้างน้ำตกของอนุภาคอื่นและอนุภาคที่เรียกว่ามิวออนที่เกิดจากปฏิกิริยานี้สามารถตรวจจับได้
กล้องโทรทรรศน์นิวตริโนไม่ได้ดูอะไรเหมือนกับการดูกล้องโทรทรรศน์โดยเฉลี่ย ค่อนข้างพวกมันประกอบด้วยก้อนหินขนาดใหญ่ซึ่งมักเป็นน้ำหรือน้ำแข็ง IceCube เป็นเพียงเครื่องตรวจจับที่ประกอบด้วยน้ำแข็งหนึ่งลูกบาศก์กิโลเมตรที่ขั้วโลกใต้ มี "สตริง" ขนาดเล็กของเครื่องตรวจจับที่วางอย่างเป็นกลยุทธ์ในน้ำแข็งเพื่อบันทึกการปรากฏตัวของมิวออนจากปฏิกิริยาระหว่างอนุภาคนิวตริโน มวลขนาดใหญ่ของเครื่องตรวจจับเพิ่มโอกาสในการค้นพบการปะทะกันระหว่างนิวตริโนและอนุภาคอื่น ๆ
แนวคิดในการใช้นิวตริโนเป็นวิธีในการมองภาพการตกแต่งภายในของโลกนั้นมีมานานกว่า 25 ปีแล้ว แต่ IceCube เป็นกล้องโทรทรรศน์นิวตริโนตัวแรกที่มีความสามารถในการตรวจจับนิวตริโนในพลังงานที่จำเป็น
การใช้ IceCube เพื่อดูภายในโลกจะช่วยเพิ่มความเข้าใจของเราเกี่ยวกับ "การเปลี่ยนแปลงแกนแมนเทิล" - ซึ่งแกนของโลกพบกับแมนเทิล "เพราะวิธีนี้มีความแม่นยำมากกว่าวิธีการที่ใช้ในปัจจุบันเพื่อประเมินสิ่งที่อยู่ภายใน โลกดูเหมือน
Dr. Francis Halzen จากภาควิชาฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยวิสคอนซินซึ่งเป็นหนึ่งในผู้เขียนร่วมเสนอรายงานการวิจัย“ เราสามารถเห็นการเปลี่ยนแปลง” โดยตรง” และไม่ได้อนุมานจากการวิเคราะห์ข้อมูลทางอ้อมเช่นข้อมูลบนโลก คลื่นเสียง. ความแม่นยำของการทำแผนที่ของเราเกี่ยวข้องโดยตรงกับความละเอียดเชิงมุมของเราบนเส้นทางที่ถ่ายผ่านโลกโดยนิวตริโน”
เช่นเดียวกับใน X-ray นิวตริโนบางส่วนที่ผ่านมายังโลกจะถูกบล็อกโดยแกนกลางที่หนาแน่น - เช่น "โครงกระดูก" ของโลก - ในขณะที่ส่วนที่ไหลผ่านหิ้งซึ่งมีความหนาแน่นน้อยกว่าจะถูกตรวจจับ โดย IceCube
แม้ว่ากล้องโทรทรรศน์ IceCube ยังอยู่ในระหว่างการก่อสร้าง แต่มันก็เริ่มรับข้อมูลแล้วและจะพัฒนาต่อไปเมื่อมีการเพิ่มเครื่องตรวจจับเข้าไปในน้ำแข็งมากขึ้น
ดร. Halzen กล่าวว่า“ คุณสมบัติที่ผิดปกติของ IceCube คือเราใช้งานเครื่องตรวจจับที่ปรับใช้บางส่วนในขณะที่เรากำลังสร้างมัน เราได้รวบรวมข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับปัญหานี้มานานกว่า 1 ปีและหวังว่าจะใช้เครื่องตรวจจับครึ่งตัวเริ่มตั้งแต่เดือนกุมภาพันธ์นี้คือหลังจากฤดูการก่อสร้างในฤดูร้อนแอนตาร์กติกที่เพิ่งเริ่มต้นขึ้นอีกครั้ง”
การถ่ายภาพคาดว่าจะแล้วเสร็จในช่วง 3 และ 10 ปีข้างหน้า
ที่มา: Arxiv Paper
