Você sabe como é fazer um raio-X: você vai ao médico, entra em uma máquina grande, ela coloca um colete de chumbo e os raios-X passam pelo seu corpo, formando uma imagem da sua estrutura esquelética. Bem, usando o detector de neutrinos IceCube - assim como outros detectores de neutrinos que estão por vir - pode ser possível fazer algo muito semelhante a isso, mas à Terra.
Uma equipe colaborativa de físicos e geólogos de todo o mundo propôs que, com a construção do IceCube, um detector de neutrinos no Pólo Sul, seja possível obter uma imagem muito precisa do núcleo da Terra usando neutrinos que fluem através da Terra a partir de o outro lado. Seu artigo recente é intitulado Imagem da estrutura interna da Terra com neutrinos atmosféricos.
Neutrinos são partículas com massa muito pequena que não interagem com outros tipos de matéria com muita frequência. Há trilhões deles fluindo pelo seu corpo neste exato momento, mas não se preocupe: a chance de eles interagirem com qualquer um dos prótons ou nêutrons que compõem seu corpo é muito, muito baixa. Quanto maior a energia do neutrino, maior a probabilidade de ele interagir com uma partícula que possui massa. Quando isso acontece, uma cascata de outras partículas é criada e uma partícula chamada múon produzida por essa reação pode ser detectada.
Os telescópios Neutrino não se parecem com os telescópios comuns de visualização; pelo contrário, são constituídos por um enorme bloco de matéria, geralmente água ou gelo. O IceCube é exatamente esse detector, composto de um km cúbico de gelo no Polo Sul. Existem pequenas "cadeias" de detectores colocados estrategicamente no gelo para registrar a presença de múons das interações neutrino-partículas. A grande massa do detector aumenta a probabilidade de encontrar colisões entre neutrinos e outras partículas.
A ideia de usar neutrinos como uma maneira de imaginar o interior da Terra existe há mais de 25 anos, mas o IceCube é o primeiro telescópio de neutrinos com a capacidade de detectar neutrinos nas energias necessárias para fornecer uma imagem precisa do núcleo.
Usar o IceCube para visualizar o interior da Terra aumentaria nossa compreensão da “transição núcleo-manto” - onde o núcleo da Terra encontra o manto - porque esse método é mais preciso do que os métodos atualmente usados para estimar o que o interior do Parece a Terra.
O Dr. Francis Halzen, do Departamento de Física da Universidade de Wisconsin, um dos co-autores do trabalho de pesquisa, propõe: "podemos ver a transição" diretamente "e não a inferir a partir de algumas análises de dados indiretos, como dados da Terra ondas sonoras. A precisão do nosso mapeamento está diretamente relacionada à nossa resolução angular no caminho percorrido pela Terra por um neutrino. ”
Assim como em um raio-X, alguns dos neutrinos que chegam à Terra seriam bloqueados pelo núcleo denso - como o "esqueleto" da Terra - enquanto os que passavam pelo manto, que é menos denso, seriam detectados por IceCube.
Embora o telescópio IceCube ainda esteja em construção, ele já começou a coletar dados e só continuará a melhorar à medida que mais detectores forem adicionados ao gelo.
Dr. Halzen disse: “Um recurso incomum do IceCube é que operamos o detector parcialmente implantado enquanto o construímos. Estamos coletando dados relevantes para esse problema há mais de um ano e esperamos operar metade do detector a partir de fevereiro, ou seja, após outra temporada de construção no verão antártico que acabou de começar. ”
Espera-se que a imagem termine em qualquer lugar entre os próximos 3 e 10 anos.
Fonte: Arxiv Paper
