De Zuid-PolePhoto: Eli Hertog (Flickr)
Wetenschappers hebben voor het gebruik van bepaalde rotonde methoden voor het wegen van de Aarde en meet wat er in het—meestal, ze hebben gebruik gemaakt van het geluid van de golven en de kracht van de zwaartekracht te maken van hun berekeningen. Maar een team heeft gewogen op de Aarde in een geheel nieuwe manier: door het meten van mysterieuze kosmische deeltjes die doorheen.
Een team van spaanse onderzoekers gebruikt neutrino ‘ s passeren van de Aarde te meten van onze planeet van de massa en dichtheid. Het is super vroeg voor deze methode, maar op een dag misschien kan uitgroeien tot een nuttig instrument voor de Aarde wetenschappers. En de nummer die ze kregen was vrij dicht bij het cijfer berekend door de huidige state-of-the-art methoden.
“Onze resultaten tonen aan dat de haalbaarheid van deze aanpak voor het bestuderen van de Aarde is de interne structuur en is een aanvulling op de traditionele geofysica methoden,” de auteurs schrijven in het onderzoek dat vandaag wordt gepubliceerd in Nature Physics.
Deeltjesfysica is de studie van de deeltjes interactie door middel van krachten. De deeltjes je omgaan met de meeste vaak zijn de protonen, neutronen en elektronen die atomen, die op elkaar inwerken door de zwaartekracht, elektromagnetische kracht, de sterke kernkracht (die verbindt de componenten van de atoomkernen samen), en de zwakke kernkracht (die optreedt ook over de kleine lengteschalen in de atoomkern en is gedeeltelijk verantwoordelijk voor een aantal aspecten van het radioactief verval).
Het neutrino is een van de universe de meest voorkomende deeltjes (de tweede alleen naar de fotonen, de deeltjes die licht). Maar neutrino ‘ s zijn moeilijk op te sporen omdat ze werken alleen met de zwakke kernkracht. Neutrino ‘ s zijn voortdurend dichtbij de Aarde, bij ons uit de Zon en uit de ruimte. Ze zijn zo zwak interactie die de detectoren gebouwd om te studeren, met hun gezicht naar beneden in de richting van de Aarde, het oppakken van neutrino ‘ s die reisde door de hele planeet.
Inmiddels zijn er geofysici in de hoop om de studie van de binnenkant van de Aarde, inclusief het gedrag van de kern en de mantel van de planeet en magnetische velden. Meestal doen ze dat door middel van indirecte metingen, zoals het observeren van hoe geluidsgolven veranderen als ze door de planeet of het opsporen van lokale veranderingen in de zwaartekracht.
De natuurkundigen achter de nieuwe studie dacht, nou, we hebben al deze neutrino detectoren en neutrino ‘s zijn het passeren van de Aarde, dus waarom niet proberen we meten de Aarde met de neutrino’ s?
En dat deden ze. De onderzoekers gebruikten gegevens van een neutrino-observatie telescoop op de zuidpool genoemd IceCube, detecteert de neutrino ‘ s die het maken van fotonen na interactie met het ijs door middel van de zwakke kracht. Ze gemeten van het aantal neutrino ‘s per hoek dat ze sloeg de detector, waarbij neutrino’ s reizen direct naar boven door de detector zou passeren meer van de Aarde dan die raken op een hoek. Ze vergeleken deze gegevens om het aantal neutrino ‘ s dat ze zou verwachten als de Aarde waren niet onder de melder.
Met behulp van deze gegevens, waren ze in staat om het meten van de massa van de Aarde, zij het in zeer imprecisely, en kreeg een aantal vergelijkbaar met de momenteel aanvaarde waarde gevonden met behulp van zwaartekracht. Ze zijn ook gemeten met de massa van de kern (hun aantal was een beetje groter dan de geaccepteerde nummer). Zij vonden ook dat de kern is dichter dan die van de Aarde. Ja, we wisten het al, maar het is leuk om het te leren weer met deeltjes passeren de Aarde vanuit de ruimte.
De onderzoekers zijn zeer openhartig over het feit dat ze niet werken met veel data—misschien met 10 jaar van de waarneming van IceCube en andere detectoren onder constructie, de methode bruikbaar te zijn. Een onderzoeker niet in het onderzoek betrokken, Véronique Van Elewyck van Parijs Diderot Universiteit, merkte in een Natuur commentaar dat onderzoekers weten nog steeds niet hoeveel neutrino ‘ s die op de Aarde raakte, en de noodzaak om meer te leren over de optische eigenschappen van het ijs tot een daling van het experiment is de onzekerheid. Bovendien, er is nog veel van de experimentele onzekerheid over hoe interageren neutrino ‘ s met materie meer in het algemeen, schreef ze.
Maar met meer gegevens en meer experimenten (en misschien een jaar of twee de tijd), neutrino ‘ s echt een goede manier om te meten de binnenkant van de Aarde. En met behulp van neutrino ‘ s op maat van de binnenkant van de Aarde is ongeveer even leuk als natuurkunde krijgt.
[De Natuur Natuurkunde]
Deel Dit Verhaal