Ученые будут использовать нейтрино как рентген Земли
Ученые планируют использовать подобную инновационную технологию для того, чтобы обнаружить такие ресурсы, как месторождения нефти или полезные ископаемые, но в том числе и найти что-то неизвестное. Но насколько реалистична такая схема?
Нейтрино - это элементарные частицы, существование которых было предсказано Паули в 1930 году. Ученому было ясно, что в законе сохранения энергии относительно процессов, происходящих с ядром, имеет место отсутствующее звено, и что добавление такой частицы как «нейтрино» может решить эту проблему.
Нейтрино высвобождаются в процессе ядерного синтеза, например, при взрывах сверхновой звезды или в ускорителях частиц. Нейтрино не взаимодействуют активно с материей. Каждую секунду миллиарды нейтрино проходят через наши тела и, кроме того, что мы не замечаем этого, от нейтрино не остается никаких физических следов. Нейтрино – это не «ничто», но что-то очень похожее.
Обнаружить взаимодействие нейтрино с другим типом материи очень сложно. Рэймонд Дэвис в течение 40 лет всевозможными методами пытался доказать существование этих частиц, и, несмотря на скептицизм своих коллег, продолжал поиски. Первые доказательства появились в 50-х годах благодаря реактору (исследование графита в Брукхейвенской национальной лаборатории США). Таким образом, стойкость и изобретательность Дэвиса, была вознаграждена.
Нейтрино - специфические частицы. Они имеют небольшую массу, не имеют заряда и бывают трех «разновидностей». Разновидности нейтрино не фиксированы. Самая большая странность нейтрино в том, что они могут переходить из одной разновидности в другую.
В течение долгого времени это озадачивало физиков. Принадлежность нейтрино к определенной «разновидности» в момент времени определяет, как частица взаимодействует с материей. Физики проводили эксперименты, чтобы обнаружить то «состояние» нейтрино, в котором частица исходит от Солнца. Но они нашли гораздо меньше, чем ожидали.
Предполагаемые траектории сканирования Земли с помощью луча нейтрино
В 2001 году эта задача была решена, когда ученые обнаружили, что недостающие нейтрино превратились или генерировали из одной «разновидности» в другую в процессе их путешествия от Солнца до Земли.
С тех пор физики поставили перед собой цель понять колебания нейтрино и исследовать их более подробно. Оказывается, что этот «переход» зависит от расстояния, которое преодолели нейтрино, а также от количества материи, через которую прошли частицы.
Это дало Карлосу Аргельесу и его коллегам из Католического университета Перу Понтификаль в Лиме толчок к интересной идее. Ученые говорят, что осцилляции нейтрино должны зависеть от изменений в плотности Земли.
Так, колебания в луче нейтрино, запущенном с одной стороны Земли и выходящем с другой, должны показать информацию о любом изменении в плотности.
Ученые из Лимы не первые, кто предположил, что луч нейтрино может эффективно служить рентгеном для Земли. Но они первые, кто исследовал размер и форму изменений в плотности, то есть они впервые подтвердили реальность успешного применения этого метода на практике.
Исследователи говорят, что технология позволит обнаруживать локации, приблизительно в 200 км или более, содержащие воду, железистые минералы или места скопления заряженных частиц. Они предполагают, что процесс мог бы занять всего 3 месяца.
Это интересно, потому что некоторые сейсмологи предполагают, что землетрясения зарождаются в местах накопления заряженных частиц в определенных типах скалистых пород. Таким образом, технология могла бы помочь в изучении подобных процессов.
Но, что более значимо, эта методика может помочь в обнаружении геологических формирований, где содержится нефть.
Ученые надеются, что их модель жизнеспособна. На данный момент существуют трудности, которые сложно преодолеть. Луч нейтрино должен быть достаточно мощным, чтобы было возможно получить результаты в разумные промежутки времени. Необходим луч в 5000 раз более мощный, чем это достижимо с сегодняшними технологиями. Команда ученых во главе с Аргельесом не уверена в том, насколько реально достичь желаемых результатов в обозримом будущем.
Комментарии читателей Оставить комментарий