За първи път физици измерват масата на Земята, използвайки неутрино (видео)

За първи път физици измерват масата на планетата с помощта на неутрино, най-малките субатомни частици, които минават през цялата планета.

Изследователите използват частицитe, за да проучат как се променя плътността на планетата от кората до ядрото, съобщава ScienceAlert.

Учените определят масата и плътността на Земята по няколко начина. Например с помощта на барометър и два физически закона – втория закон на Нютон и закона за всемирното привличане. Използват се и сеизмичните вълни, които проникват в земното кълбо. Неутриното осигурява напълно независим тест за свойствата на планетата.

Изчисленията, направени с помощта на данните от неутринната обсерватория IceCube на Южния полюс, са в съответствие с традиционните измервания, според учени от Института по физика на частиците (Instituto de Física Corpuscular, Испания) в списание Nature Physics.

Сега масата на Земята е около 6x1024 килограма.

Неутриното са най-многобройните частици материя във Вселената, те са навсякъде около нас - 60 милиарда слънчево неутрино пронизват тялото ни всяка секунда, но защото толкова рядко взаимодействат, не можем да ги усетим и е почти невъзможно да се уловят. Освен това дори оловната преграда не може да спре тези частици-призраци.

За да измерят масата на Земята, испанските физици проучват високоенергийните неутрино, получени, когато протони и други енергийни частици от космоса „се удрят” в земната атмосфера. Тези неутрино могат да преминат през цялата Земя - точно както рентгеновите лъчи могат да сканират човешкото тяло. Те преминават през меки тъкани като мускули и органи, но по-плътният материал, например костите, поглъщат лъчите, така че по-малко рентгенови лъчи достигат детектора от другата страна, което създава изображение на скелета.

Вместо рентгенови лъчи екипът използва атмосферните неутрино, които могат да бъдат абсорбирани от атомните ядра на материала, през който минават. Колкото по-плътен е материалът, толкова по-висока е скоростта на абсорбция, което позволява на екипа да направи изследване на плътността на планетата. Частиците неутрино, уловени от IceCube, детекторът на Южния полюс, идват от различни посоки и под различни ъгли.

Различните ъгли тук са голям фактор. Някои неутрини са пътували през ядрото на Земята, докато други са пътували под наклонен ъгъл, който напълно пропускаше ядрото.

Анализирането както на концентрацията, така и на ъгъла даде екипа инструментите за изчисляване на плътността на планетата на различни дълбочини.

"Използването на атмосферни неутрино ни позволява да имаме неутрино, идващо от всички посоки, с широка гама енергия и известен поток с достатъчна точност", обяснява физикът на IFIC Серхио Паломарес-Руиз (Sergio Palomares-Ruiz).

Различните ъгли тук са голям фактор. Някои неутрино идват от противоположната страна на планетата, от Северния полюс, преминават през кора, мантия и ядро, ​​преди да достигнат Южния полюс, а има и частици, които "се плъзгат" под ъгъл, преминавайки само през кората. Измервайки колко неутрино пристигат от различни точки, екипът физици определят плътността на различните части на Земята и общата маса на планетата.

(Donini et al./Nature Physics)

Картата за плътността на вътрешността на Земята, масата на планетата и инерционният й момент бяха изчислени с помощта на данните от неутриното и всички се оказаха съвместими с предишните измервания, направени с други методи.

Но целта на изследването не бе да се научи нещо ново за Земята, а да разберем дали може да се използва неутриното, за да научим нещо ново. И на тази гледна точка резултатите наистина са страхотни.

"Нашите резултати демонстрират осъществимостта на този подход за проучване на вътрешната структура на Земята, който допълва традиционните геофизични методи", пишат изследователите в своята статия.

Science News ни насочва към друга страна от значението на работата на испанските физици:

"Един ден новият метод ще може да помогне на учените да определят дали цялата маса на Земята се състои от обикновена материя. Може би част от масата е заета от това, което неутриното избягва - например тъмната материя, мистериозното вещество, което според учените трябва да съществува, за да се отчете липсващата маса, наблюдавана при измерванията на други галактики".

Обсерваторията за неутрино IceCube заема 1 кубичен километръ в леда на Антакртика, изпълнен с датчици. Макар неутрино да не взаимодейства с материята, сблъсъка му с водородни атоми предизвиква осцилации, именно тех регистират датчиците. Вижте във видеото

Източник: nauka.offnews

Facebook коментари

Коментари в сайта

Хороскоп за 10.07.2020

Хороскоп за Овен

Овен
Пестете енергията си и не се захващайте с нови дела. Ще овладеете конфликт на работното място, породен от недоразумение или нечие желание за показност. Пазете силите си за моментите, в които е нужно да сте борбени и самокритични едновременно. Предстоят ви важни срещи, от представянето ви ще зависят следващите ви проекти.
10 юли 2020

Хороскоп за Телец

Телец
Професионалните ви позициите позволяват да наложите вижданията си по определени въпроси, различни от общоприетите. Нечие не възприемчиво отношение няма да ви смути, защото сте убедени в правотата си. Можете да сдържате емоциите си и да бъдете последователни в действията си.
10 юли 2020

Хороскоп за Близнаци

Близнаци
Ще се вълнувате повече от присъствието на човек, който не крие чувствата си към вас. Може би това означава нова любов или дълготрайно приятелство. Във всички случаи ще се насладите на близостта си. Доволство от постигнатото ще споходи и деловите представители на знака, предстоят им бързи реализации.
10 юли 2020

Хороскоп за Рак

Рак
Жаждата ви за пътешествия ще ви постави в условия да избирате между две възможности. Затрудненията ви ще се от любознателен характер, по отношение на финансите си не се притеснявайте. Професионалните ви проекти и намерения ще ви срещнат с подходящите хора, с които да ги осъществите.
10 юли 2020

Хороскоп за Лъв

Лъв
Предстоят ви задължения, които едва ли ще са ви по сърце. Приемете го като предизвикателство и мислете за това какво бихте правили в свободното си време. Среща със стар, но добър приятел ще разнообрази деня ви и ще ви накара да се почувствате много по-добре. Не бъдете прекалено мнителни към близките си.
10 юли 2020

Хороскоп за Дева

Дева
Дори да са възможни несполучливи професионални контакти днес, не се отказвайте. Това само ще ви покаже, силата ви е в самостоятелните изяви. В интимните си отношения с партньора се доверете на взаимността и зачитане на другия. Днес това ще е особено наложително. Здравето ви изисква повече внимание, като не пренебрегвате съветите на специалистите.
10 юли 2020

Хороскоп за Везни

Везни
Гъвкавия ви подход ви дава сериозно предимство. Ще се чувствате тонизирани и весели и с доброто си настроение ще радвате околните. Много вероятно е да се натъкнете и на недоброжелатели, но негативното им влияние може да бъде неутрализирано от увереността ви. Здравословни проблеми отшумяват.
10 юли 2020

Хороскоп за Скорпион

Скорпион
Изяснете си деловите или технологични детайли, които могат да ви противопоставят на някого, за да си спестите излишни главоболия. Заложете на открития диалог и се вслушайте в мнението на опонентите си. Това е във възможностите ви, както и други полезни неща, които очакват вниманието ви днес.
10 юли 2020

Хороскоп за Стрелец

Стрелец
За да се избавите от неудовлетворението, което изпитвате напоследък, се захванете сериозно с работата си. Периодът е подходящ за сключване на сделки със значителни материални придобивки за вас. Бъдете по-смели, отстоявайте интересите си и ще се справите. Ставащото е знак за идващи успехи и завоевания на нови позиции.
10 юли 2020

Хороскоп за Козирог

Козирог
Израстването в кариерата и бизнеса изискват да сте поне на нивото на конкуренцията. В тази връзка днес ще заложите на обучението и повишаване на квалификацията си, и бъдете сигурни, че времето ви няма да е загубено. Предпазвайки се от изкушения, ще вървите напред. Приятелска среща.
10 юли 2020

Хороскоп за Водолей

Водолей
Променете отношението си към случващото се и живейте с положителна нагласа, за да получите удовлетворение от работата си. Поставяйте си непосредствени задачи и проявете постоянство в преследването на дългосрочните си планове. Резултати от интервю за работа ще ви направят фаворити, бъдете готови.
10 юли 2020

Хороскоп за Риби

Риби
Днес много зависи от способността ви да се приспособявате. Не прекалявайте с ласкателствата и бъдете по-сдържани в отношенията си с непознати. Прекомерната ви чувствителност може да ви изиграе лоша шега. Не взимайте на сериозно всяка хрумнала ви мрачна мисъл.
10 юли 2020
Последни новини