Anda tahu bagaimana rasanya melakukan sinar-X: anda pergi ke doktor, dapatkan mesin besar, dia memakai rompi plumbum, dan sinar-X menembak ke seluruh badan anda, membentuk gambar struktur rangka anda. Baiklah, dengan menggunakan alat pengesan neutrino IceCube - begitu juga dengan pengesan neutrino lain - mungkin melakukan sesuatu yang sangat serupa dengan ini, tetapi dengan Bumi.
Pasukan kolaborasi ahli fizik dan ahli geologi dari seluruh dunia telah mencadangkan bahawa dengan pembinaan IceCube, pengesan neutrino di Kutub Selatan, adalah mungkin untuk mendapatkan gambaran yang sangat tepat mengenai inti Bumi menggunakan neutrino yang mengalir melalui Bumi dari sebelah lain. Makalah terbaru mereka berjudul Menggambar Struktur Dalaman Bumi dengan Neutrinos Atmosfera.
Neutrinos adalah zarah dengan jisim yang sangat kecil yang tidak sering berinteraksi dengan jenis bahan lain. Terdapat trilion dari mereka yang mengalir ke seluruh badan anda sedetik ini, tetapi jangan risau: kemungkinan mereka akan berinteraksi dengan proton atau neutron yang membentuk badan anda sangat rendah. Semakin tinggi tenaga neutrino, semakin besar kemungkinannya berinteraksi dengan zarah yang mempunyai jisim. Apabila ini berlaku, lata zarah-zarah lain dibuat, dan zarah yang disebut muon yang dihasilkan oleh reaksi ini dapat dikesan.
Teleskop Neutrino tidak kelihatan seperti teleskop tontonan purata anda; sebaliknya, mereka terdiri dari sebilangan besar materi, biasanya air atau ais. IceCube hanyalah alat pengesan, yang terdiri daripada satu km padu ais di Kutub Selatan. Terdapat "rentetan" kecil pengesan yang ditempatkan secara strategik di dalam ais untuk merakam kehadiran muon dari interaksi neutrino-partikel. Jisim pengesan yang besar meningkatkan kemungkinan terjadinya perlanggaran antara neutrino dan zarah lain.
Idea untuk menggunakan neutrino sebagai cara untuk menggambarkan dalaman Bumi sudah ada selama lebih dari 25 tahun, tetapi IceCube adalah teleskop neutrino pertama dengan kemampuan untuk mengesan neutrino pada tenaga yang diperlukan untuk memberikan gambaran inti yang tepat.
Menggunakan IceCube untuk melihat bahagian dalam Bumi akan meningkatkan pemahaman kita tentang "peralihan inti-mantel" - di mana inti Bumi memenuhi mantel - kerana kaedah ini lebih tepat daripada kaedah yang digunakan untuk mengira bahagian dalam Bumi kelihatan seperti.
Dr. Francis Halzen dari University of Wisconsin Department of Physics, salah seorang pengarang bersama makalah penyelidikan itu mencadangkan, "kita dapat melihat peralihan" secara langsung "dan tidak menyimpulkannya dari beberapa analisis data tidak langsung, seperti data di Bumi bunyi ombak. Ketepatan pemetaan kami secara langsung berkaitan dengan resolusi sudut kami di jalan yang diambil melalui Bumi oleh neutrino. "
Sama seperti sinar-X, beberapa neutrino yang datang melalui Bumi akan disekat oleh inti yang padat - seperti "kerangka" Bumi sementara yang mengalir melalui mantel, yang kurang padat, akan dikesan oleh IceCube.
Walaupun teleskop IceCube masih dalam pembinaan, ia sudah mulai mengambil data, dan hanya akan terus bertambah baik kerana semakin banyak alat pengesan ditambahkan ke dalam ais.
Dr. Halzen berkata, "Ciri IceCube yang tidak biasa adalah kita mengoperasikan alat pengesan yang dikerahkan secara separa semasa kita membuatnya. Kami telah mengumpulkan data yang berkaitan dengan masalah ini selama lebih dari 1 tahun dan berharap dapat menjalankan separuh pengesan mulai bulan Februari ini, iaitu setelah musim pembinaan lain sepanjang musim panas Antartika yang baru bermula. "
Pengimejan dijangka selesai di mana sahaja antara 3 dan 10 tahun akan datang.
Sumber: Kertas Arxiv
