Anda tahu bagaimana rasanya melakukan X-ray: Anda pergi ke dokter, masuk ke mesin besar, ia mengenakan rompi timah, dan sinar-X menembak ke seluruh tubuh Anda, membentuk gambar struktur kerangka Anda. Nah, menggunakan IceCube neutrino detector - serta detektor neutrino lainnya yang akan datang - mungkin untuk melakukan sesuatu yang sangat mirip dengan ini, tetapi ke Bumi.
Sebuah tim kolaboratif fisikawan dan ahli geologi dari seluruh dunia telah mengusulkan bahwa dengan pembangunan IceCube, detektor neutrino di Kutub Selatan, seharusnya dimungkinkan untuk mendapatkan gambaran yang sangat akurat tentang inti Bumi menggunakan neutrino yang mengalir melalui Bumi dari sisi lain. Makalah terbaru mereka berhak Pencitraan Struktur Internal Bumi dengan Neutrino Atmosfer.
Neutrino adalah partikel dengan massa sangat kecil yang sangat jarang berinteraksi dengan jenis materi lainnya. Ada triliunan dari mereka mengalir melalui tubuh Anda saat ini, tetapi jangan khawatir: kemungkinan mereka berinteraksi dengan proton atau neutron yang membentuk tubuh Anda sangat, sangat rendah. Semakin tinggi energi neutrino, semakin besar kemungkinan ia berinteraksi dengan partikel yang memiliki massa. Ketika ini terjadi kaskade partikel lain dibuat, dan partikel yang disebut muon yang dihasilkan oleh reaksi ini dapat dideteksi.
Teleskop Neutrino tidak terlihat seperti teleskop pengamat biasa; melainkan, mereka tersusun dari sekumpulan besar materi, biasanya air atau es. IceCube hanyalah detektor seperti itu, yang terdiri dari satu km kubik es di Kutub Selatan. Ada "senar" kecil dari detektor yang ditempatkan secara strategis di es untuk merekam keberadaan muon dari interaksi partikel neutrino. Massa besar detektor meningkatkan kemungkinan menemukan tumbukan antara neutrino dan partikel lainnya.
Gagasan untuk menggunakan neutrino sebagai cara untuk menggambarkan interior Bumi telah ada selama lebih dari 25 tahun, tetapi IceCube adalah teleskop neutrino pertama dengan kemampuan untuk mendeteksi neutrino pada energi yang diperlukan untuk memberikan gambaran inti yang akurat.
Menggunakan IceCube untuk melihat bagian dalam Bumi akan meningkatkan pemahaman kita tentang "transisi inti-mantel" - di mana inti Bumi memenuhi mantel - karena metode ini lebih akurat daripada metode yang saat ini digunakan untuk memperkirakan apa yang ada di dalam Bumi terlihat seperti.
Francis Halzen dari Departemen Fisika Universitas Wisconsin, salah satu penulis makalah penelitian mengusulkan, “kita dapat melihat transisi“ secara langsung ”dan tidak menyimpulkannya dari beberapa analisis data tidak langsung, seperti data di Bumi gelombang suara. Ketepatan pemetaan kami terkait langsung dengan resolusi sudut kami di jalur yang diambil melalui Bumi oleh neutrino. "
Sama seperti dalam X-ray, beberapa neutrino yang datang melalui Bumi akan diblokir oleh inti padat - seperti "kerangka" Bumi - sementara yang mengalir melalui mantel, yang kurang padat, akan terdeteksi oleh IceCube.
Meskipun teleskop IceCube masih dalam konstruksi, teleskop itu sudah mulai mengambil data, dan hanya akan terus meningkat karena lebih banyak detektor ditambahkan ke es.
Halzen berkata, “Fitur yang tidak biasa dari IceCube adalah bahwa kami mengoperasikan detektor yang dikerahkan sebagian saat kami sedang membangunnya. Kami telah mengumpulkan data yang relevan dengan masalah ini selama lebih dari 1 tahun dan berharap untuk menjalankan setengah detektor mulai Februari ini, yaitu setelah musim konstruksi lain selama musim panas Antartika yang baru saja dimulai. ”
Pencitraan diharapkan selesai di mana saja antara 3 dan 10 tahun ke depan.
Sumber: Kertas Arxiv
