Geoneutrini lahko razkrijejo, koliko goriva je pustila gorivo v tanku

Naš planet prejme veliko energije iz Sonca, vendar so nekateri najpomembnejši naravni pojavi Zemlje - kot so tektonske ploščice in magnetno polje - odvisni od goriva, ki je globoko v notranjosti Zemlje. In čeprav geologi že dolgo ocenjujejo, koliko je tega goriva ostalo za delovanje našega planeta, resničnost je, da dejansko nimamo prave ideje, koliko smo še zapustili. Toda zdaj, zahvaljujoč izjemno velikemu poskusu, ki vključuje antineutrinos, bomo morda imeli odgovor v enem desetletju.

Ko govorimo o gorivu planeta, se ne ukvarjamo s fosilnimi gorivi ali drugimi materiali, ki jih ljudje pridobivajo in gorijo za energijo. Namesto tega se ukvarjamo z nečim bolj temeljnim, mešanico prvobitne energije iz Zemljinega formiranja in jedrsko energijo, ki jo generira razpad radioaktivnih elementov. Če bomo vedeli, koliko zemlje je ostalo, bomo pojasnili osnovna vprašanja o tem, kako deluje naš planet.

"Lahko imamo preprosto perspektivo - vedeti moramo, ali 'tečemo prazno' ali imamo veliko goriva za pogon Zemljinega motorja," William McDonough, geolog z Univerze v Marylandu in del raziskovalcev, ki so želeli merjenje zaloge zemeljskega goriva, je povedal Inverse. »Pred približno 150 leti so se ljudje spraševali, kako dolgo bo sonce sijalo. To je privedlo do vprašanj o podrobnostih procesa sijanja (tj. Jedrskega gorenja v središču Sonca). Prav tako je povzročila podobne temeljne zanimivosti o Zemlji. «

Dejanska metoda, ki je tu vključena, je ekstremna. Načrtuje se merjenje delcev, imenovanih geoneutrinos, posebne vrste antineutrina, ki se oddaja z razpadom radioaktivnih elementov, kot sta uran in torij. Ko se ti geoneutrini srečajo z atomom vodika v detektorju, kontrolni znak omogoča raziskovalcem, da pripravijo vse dogodke in ocenijo stopnjo radioaktivnega razpada znotraj Zemlje, kar bi jim omogočilo, da ocenijo zemeljsko zalogo goriva.

»Nič odkritih dogodkov na leto je bilo moje življenje pred letom 2005.«

To je vse dobro in dobro, toda subatomski delci, ki so majhni in šibko medsebojno delujejo kot geoneutrini, niso zlahka opazni. Potrebujete detektor velikosti majhne zgradbe, zakopan miljo pod zemljo, da ga zaščitite pred kozmičnimi nevtrinami, ki bi uničile meritve. Tudi takrat povprečno letno opazujemo le 16 opazovanj s trenutnimi detektorji. Še enkrat, prefinjeno do skrajnosti in celo 16 let je izboljšanje, kako so bile stvari nekdaj.

»Zero odkriti dogodki na leto je bilo moje življenje pred letom 2005,« je dejal McDonough. Toda število bo kmalu skokovito, saj se pričakuje, da bodo trije veliki detektorji na Kitajskem in v Kanadi povečali število letnih odkritij nad 500. Podatki za nekaj let bi pomenili potencialno tisoče podatkovnih točk, več kot dovolj za raziskovalce, da začutijo samozavest o stopnji propadanja torija in urana. »Ti poskusi trajajo desetletje ali desetletja in tako vsako drugo leto povečujemo število opazovanj za 1000+! To je pomembno."

To je stvar, ki jo bomo enkrat odkrili, da je neverjetno, da tega sploh nismo vedeli

Tukaj je treba opraviti veliko dobrih temeljnih znanosti, saj se McDonough in njegovi kolegi raziskovalci upajo, da bodo lahko raziskali velika vprašanja o milijardi letni zgodbi Zemlje, kako hitro gori skozi gorivo in koliko je še ostalo. Odgovori, ki naj bi jih raziskovalci odkrili, bi lahko imeli tudi bolj neposredne koristi.

»Lahko naredimo boljše napovedi o gospodarskih virih in kje so elementi na Zemlji,« je povedal McDonough za Inverse. »Koliko urana imamo na Zemlji za pogon jedrskih elektrarn? Koliko niobija, litija in / ali lantana je na Zemlji? To so vsi elementi, ki jih običajno odvisni od teh dni. Elemente uporabljamo za ustvarjanje energije, za napajanje naših prenosnih računalnikov, za delovanje naših čipov GPS, za izdelavo naših baterij za naše hibridne avtomobile. «

Ta zadnji primer dejansko zagotavlja dobro analogijo za to, kar McDonough in njegovi kolegi raziskovalci pričakujejo. Čeprav odkrivanje geoneutrinov ni enostavno delo, je zelo pomembno, če želimo ugotoviti, koliko zemlje je pustila v njenem pregovornem rezervoarju. To je nekaj osnovnega o delovanju našega planeta, stvari, ki jih bomo enkrat odkrili, da je neverjetno, da tega sploh nismo vedeli.

»To je kot voznik avtomobila,« je rekel McDonough. »Pozna dve pomembni stvari glede svojega avtomobila - koliko goriva je ostalo in kako hitro je porabil gorivo. To je preprosta zahteva, ki jo imamo o tem, kaj je v Zemljinem rezervoarju za matične ladje in kako hitro smo jo uporabljali."