Strona głównaPytania → Czy neutrina można wykorzystać do...

Czy neutrina można wykorzystać do badania wnętrza Ziemi?

Pytanie

Pyta Darek

Czy jest możliwe aby wykorzystać neutrina (te z kosmosu lub sztucznie wytwarzane) do „prześwietlania” Ziemi? Czy można by z pomocą tych neutrin poszukiwać złóż ropy, minerałów, badać jądro Ziemi, płyty tektoniczne itp., czyli tajemnice wnętrza naszej planety?

Odpowiedź

Odpowiada Mikołaj Misiak

Tak, w zasadzie jest to możliwe, i artykuły na temat tzw. tomografii neutrinowej Ziemi pojawiają się w literaturze naukowej, patrz np. https://arxiv.org/abs/1705.04252 lub https://arxiv.org/abs/1503.02183.

Obecnie istniejące detektory i źródła neutrin nie umożliwiają jednak wykorzystania tej metody w sposób praktycznie opłacalny. Istniejących dużych detektorów i/lub źródeł neutrin nie da się przemieszczać, a w małych detektorach prawdopodobieństwo interakcji jest bardzo małe, i trzeba by bardzo długo czekać na zebranie wystarczającej ilości danych. Dodatkowym problemem jest konieczność umieszczenia detektora głęboko pod powierzchnią ziemi lub wody, aby wyeliminować tło pochodzące od promieniowania kosmicznego.

Nie jest mi znana żadna szczegółowa analiza techniczna oceniająca opłacalność tego rodzaju przedsięwzięcia, szczególnie w przypadku hipotetycznego podwieszenia dużego detektora pod mogącym się przemieszczać statkiem, i na dużej głębokości pod wodą. Sztuczne źródło neutrin w zasadzie da się (przy wystarczających funduszach) skontruować w taki sposób, aby strumień neutrin o znanej energii i intensywności był nakierowywany na detektor o zmiennym położeniu.