Кости планеты: Земля под рентгеном

Всепроникающие частицы нейтрино позволят «просветить насквозь» нашу планету и провести глубокий поиск новых месторождений нефти и других полезных ископаемых.
13
18392
  • Японский нейтринный детектор Super-Kamiokande — 40-метровый стальной резервуар, заполненный 50 тыс. т сверхчистой воды и утыканный более чем 11 тыс. фотоумножителей
    Японский нейтринный детектор Super-Kamiokande — 40-метровый стальной резервуар, заполненный 50 тыс. т сверхчистой воды и утыканный более чем 11 тыс. фотоумножителей

Необычайные свойства нейтрино удивят любого: не неся заряда и практически не имея массы, они практически не взаимодействуют с другими частицами. Свободно путешествуя по Вселенной, на протяжении сотен тысяч световых лет нейтрино ни разу не сталкиваются ни с одной из них. Их в огромном количестве испускает Солнце, и ежесекундно через каждый квадратный сантиметр поверхности нашего тела проходят десятки миллиардов нейтрино — без каких-либо последствий.

Нейтрино бывают трех разных «типов», т.н. ароматов, причем аромат нейтрино не фиксирован, одна и та же частица нередко переходит из одного в другой в результате нейтринных осцилляций. В итоге каждый поток нейтрино содержит нейтрино разных ароматов в разных пропорциях. Конкретное их соотношение будет зависеть от расстояния, преодоленного частицей, и взаимодействий с другими частицами, состоявшихся за это время.

Это и позволило перуанским ученым выдвинуть интересную идею. Они предлагают фиксировать поток нейтрино, создаваемый специальной установкой на одной стороне Земли, с помощью детектора на другом участке земной поверхности. Проходя сквозь толщу планеты, нейтрино будут осциллировать, переходя из одного аромата в другой, и некоторые детали этого процесса будут определяться особенностями взаимодействия их с веществом разной плотности. Благодаря этому нейтрино можно использовать в качестве «рентгена» для «просвечивания костей» Земли.

Такое предложение звучит совсем не впервые, однако на этот раз авторы пошли дальше и детально рассмотрели, как будет влиять на нейтрино прохождение через скрытые под поверхностью Земли области разной плотности, разных форм и размеров. Они пришли к выводу о том, что метод позволит обнаруживать полости размерами от 200 км в поперечнике, заполненные водой, железосодержащими минералами и, главное, нефтью. Причем на разведку понадобится не более трех месяцев, но отнюдь не годы, необходимые при использовании традиционных методов.

Более того, тем же путем возможно обнаруживать скрытые под поверхностью области аномального накопления заряда. Эти данные чрезвычайно интересны для сейсмологов, которые предполагают определенную связь таких «заряженных» областей с землетрясениями.

Впрочем, эксперты полагают, что данная работа может быть слишком оптимистичной. Хотя бы потому, что для практического использования он требует получения потока нейтрино в несколько тысяч раз более интенсивного, чем это доступно современным инструментам. На порядки должны усовершенствоваться и детекторы. Когда же будут созданы необходимые технологии, никто сказать пока не может.

По публикации MIT Technology Review / Physics ArXiv Blog

Комментарии

13 комментариев