Geoneutrinos poate arăta cât de multă combustibil a fost lăsat în rezervor

Planeta noastră obține o mare parte din energia sa de la Soare, dar unele dintre cele mai importante fenomene naturale ale Terrei - cum ar fi tectonica plăcilor și câmpul magnetic - se bazează pe combustibilul stocat adânc în interiorul Pământului. Și în timp ce geologii au estimat mult cât de mult din acest combustibil este lăsat pentru a menține planeta noastră în desfășurare, realitatea este că nu avem de fapt nici o idee reală cât de mult am lăsat. Dar acum, datorită unui experiment serios, care implică antineutrinos, am putea avea un răspuns în decurs de un deceniu.

Când vorbim despre combustibilul planetei, nu avem de-a face cu combustibilii fosili sau alte materiale pe care oamenii le extrag și ard pentru energie. În schimb, avem de-a face cu ceva mult mai fundamental, un amestec de energie primordială din formarea Pământului și energia nucleară generată de dezintegrarea elementelor radioactive. Știind cât de mult a plecat Pământul va clarifica întrebările de bază despre modul în care funcționează planeta noastră.

"Putem avea o perspectivă simplă - trebuie să știm dacă suntem" rulați pe gol "sau avem destui combustibili pentru a conduce motorul Pământului", a declarat William McDonough, geolog de la Universitatea din Maryland și o parte din cercetătorii care caută măsurarea aprovizionării cu combustibil a Pământului Invers. Cu aproximativ 150 de ani în urmă, oamenii se întrebau cât va străluci soarele. Acest lucru a dus la întrebări cu privire la detaliile procesului strălucitor (adică arderea nucleară în centrul Soarelui). De asemenea, a dus la curiozități fundamentale similare despre Pământ ".

Metoda actuală implicată aici este extrem de extremă. Planul este acela de a măsura particulele numite geoneutrinos, un tip special de antineutrino emis de dezintegrarea elementelor radioactive cum ar fi uraniul și toriul. Atunci când acești geoneutrini se ciocnesc cu un atom de hidrogen într-un detector, o semnătură zădarnică permite cercetătorilor să compileze toate evenimentele și să estimeze rata decăderii radioactive din interiorul Pământului, ceea ce la rândul lor le-ar permite să estimeze aprovizionarea cu combustibil a Pământului.

"Zero evenimente detectate pe an a fost viața mea înainte de 2005."

Toate acestea sunt bune și bune, dar particulele subatomice, care sunt mici și slabe interacționate ca geoneutrinii, nu sunt ușor de văzut. Ai nevoie de un detector de mărimea unei clădiri mici îngropate într-un metru subteran pentru al proteja de neutrinii cosmici, ceea ce ar face ca măsurătorile să fie încurcate. Chiar și atunci, avem în medie aproximativ 16 de observări în fiecare an cu detectoare de curent. Din nou, în mod firav până la extrem, și chiar 16 ani pe an este o îmbunătățire a modului în care lucrurile erau folosite.

"Zero evenimente detectate pe an a fost viața mea înainte de 2005", a spus McDonough. Dar numărul este pe punctul de a sari într-un mod mare, deoarece trei detectoare masive noi în China și Canada sunt de așteptat să împingă numărul de detectări anuale de peste 500. Câteva ani de date ar însemna probabil mii de puncte de date, suficient pentru cercetători să înceapă să se simtă încrezători în rata de destindere a torinei și uraniului. "Aceste experimente durează timp de un deceniu sau zeci de ani și astfel ne mărim numărul de observații cu 1000+ la fiecare doi ani! Asta contează.

Acesta este un fel de lucru care, odată descoperit, o să vedem uimitor că nu am știut-o niciodată în primul rând

Există o mulțime de științe fundamentale bune care trebuie făcute aici, deoarece McDonough și colegii săi cercetători speră să poată explora întrebări mari despre povestea de miliarde de ani a Pământului, cât de repede arde prin combustibilul său și cât de mult a rămas. Raspunsurile pe care cercetatorii spera sa le descopere ar putea avea, de asemenea, beneficii imediate.

"Putem face predicții superioare despre resursele economice și unde sunt elementele de pe Pământ", a declarat McDonough publicației Invers. "Cât de mult uraniu avem pe Pământ pentru a alimenta centralele nucleare? Cât de mult niobiu, litiu și / sau lantan există pe Pământ? Acestea sunt toate elemente pe care noi în mod obișnuit depindem de aceste zile. Folosim elementele pentru a crea energie, pentru a porni laptopurile, pentru a ne face jetoanele GPS, pentru a face bateriile noastre pentru mașinile noastre hibride ".

Acest ultim exemplu oferă de fapt o analogie bună pentru ceea ce McDonough și colegii săi cercetători speră să le realizeze. Deși detectarea geoneutrinelor nu este o muncă ușoară, este foarte necesar dacă vrem să aflăm cât de mult a părăsit Pământul în rezervorul său proverbial. Este ceva fundamental despre felul în care funcționează planeta noastră, lucru pe care, odată descoperit, o vom găsi uimitor că nu am știut-o niciodată în primul rând.

"Este ca un șofer de mașină", ​​a spus McDonough. "El știe două lucruri importante despre mașina lui - cât de multă combustibil a rămas și cât de repede a consumat combustibilul. Este o cerere simplă pe care o avem despre ceea ce se află în interiorul tancului navei-mamă și cât de repede am folosit-o."