Der Süden PolePhoto: Eli Duke (Flickr)
Wissenschaftler haben die Nutzung einiger Kreisverkehr Methoden Wiegen, die Erde und Messen, was innen—in der Regel, Sie haben die Schallwellen und die Stärke der Schwerkraft, die für Ihre Berechnungen. Aber eine Mannschaft wog die Erde in einem ganz neuen Weg: durch die Messung geheimnisvolle kosmische Teilchen, die durch Sie passieren.
Ein team von spanischen Forscher neutrinos passieren der Erde zu Messen, unsere planet Masse und Dichte. Es ist super früh, Tage für diese Methode, aber eines Tages vielleicht zu einem nützlichen Werkzeug für die Erde-Wissenschaftler. Und die Nummer, die Sie bekam war ziemlich nah an der Figur berechnet, indem die aktuellen state-of-the-art-Methoden.
“Unsere Ergebnisse zeigen die Durchführbarkeit dieses Ansatzes zur Untersuchung der Erde die innere Struktur, die eine Ergänzung zu traditionellen Methoden der Geophysik,” schreiben die Autoren in der Studie, die heute veröffentlicht in Nature Physics.
Teilchenphysik ist die Untersuchung der Partikel interagieren durch Kräfte. Die Partikel, die Sie mit den meisten oft sind die Protonen, Neutronen und Elektronen bilden Atome, die sich durch die Schwerkraft, Elektromagnetismus, die starke Kernkraft (das bindet die Bestandteile der Atomkerne zusammen), die schwache Kernkraft (die tritt auch in den kleinen Längenskalen, die im inneren des Atomkerns und ist teilweise verantwortlich für einige Aspekte des radioaktiven Zerfalls).
Das neutrino aus dem Universum am häufigsten vorkommende Partikel (zweite nur für das photon, das Teilchen, das macht Licht). Aber neutrinos sind schwer zu erkennen, weil Sie interagieren nur mit der schwachen Kernkraft. Neutrinos sind ständig das zuschlagen der Erde, erreichen uns von der Sonne als auch vom Weltraum aus. Sie sind so schwach wechselwirkende, dass die Detektoren gebaut, um die Studie zu dem Gesicht nach unten in Richtung der Erde, hob neutrinos, reiste durch die ganze Welt.
Mittlerweile gibt es Geophysiker hoffen, zu studieren, die im inneren der Erde, einschließlich das Verhalten von Kern und Mantel der Erde magnetische Felder. In der Regel werden Sie tun, dass durch indirekte Messungen, wie die Beobachtung, wie Schallwellen ändern, wie Sie durch die Planeten oder die Erkennung von lokalen Veränderungen der Schwerkraft.
Der Physiker hinter der neuen Studie gedacht, gut, wir haben bereits diese neutrino-Detektoren und die neutrinos Durchlaufen die Erde, also warum versuchen wir nicht Messen, die Erde mit den neutrinos?
Und so Taten Sie. Die Forscher verwendeten Daten aus einer neutrino-Beobachtung Teleskop am Südpol namens IceCube, die erkennt, neutrinos erzeugen Photonen, die nach Interaktion mit dem ice durch die schwache Kraft. Sie Messen die Zahl der neutrinos pro Winkel, dass Sie traf den Detektor, wo neutrinos Reisen direkt nach oben durch den Detektor würde passieren mehr von der Erde als die, die schlagen in einem Winkel. Sie verglichen diese Daten, um die Anzahl der neutrinos, die Sie erwarten würden, wenn die Erde nicht unter dem Detektor.
Anhand dieser Daten waren Sie in der Lage zu Messen, die Masse der Erde, wenn auch sehr ungenau, und erhielt eine Reihe ähnlich der derzeit anerkannten Wert gefunden, mit Hilfe der Schwerkraft. Auch Sie Messen die Masse des Kerns (Ihre Zahl war etwas größer als die akzeptierte Anzahl). Sie fanden auch, dass der Kern dichter ist als die Erde. Ja, wir wussten schon, aber es macht Spaß zu lernen, es erneut mit Teilchen übergeben durch die Erde aus dem Weltraum.
Die Forscher sind sehr im Voraus über die Tatsache, dass Sie nicht arbeiten mit viel Daten—mit vielleicht 10 weitere Jahre der Beobachtung von IceCube und andere Detektoren im Bau, die Methode könnte nützlich werden. Ein Forscher in der Studie nicht beteiligt, Véronique Van Elewyck von Paris Diderot University, bemerkte in einem Nature-Kommentar, dass die Forscher immer noch nicht wissen, wie viele neutrinos die Erde treffen, und müssen lernen, mehr über die optischen Eigenschaften des Eises zu verringern experiment die Unsicherheit. Zusätzlich gibt es noch eine Menge von experimentellen Unsicherheit um, wie neutrinos wechselwirken mit Materie generell, schrieb Sie.
Aber mit mehr Daten und mehr Experimente (und vielleicht ein oder zwei Jahrzehnte Zeit), neutrinos wirklich könnte hilfreich sein, um zu Messen Sie die Innenseite der Erde. Und mit neutrinos zu Messen, die im inneren der Erde ist nur etwa so lustig wie die Physik bekommt.
[Physik]
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