'Merayap' Bumi dengan Nutrinos

Bayangkan para astronom menatap salah satu ujung teleskop, mencoba membuat gambar langit, sementara ahli geologi mengintip ke ujung yang lain, melihat melalui semacam mikroskop yang dapat menembus tempat suci terdalam bumi. Kedengarannya tidak mungkin? Nah, selamat datang di dunia astronomi neutrino yang aneh, di mana turun naik dan naik turun dan terkadang keduanya bertemu.



Para astronom telah memasang perangkap untuk neutrino berenergi tinggi di beberapa tempat yang lebih terpencil di planet ini: jauh di bawah Laut Mediterania, di Danau Baikal Siberia, dan jauh di lapisan es Kutub Selatan ( melihat Berburu Neutrino Liar , TR April 1997 ). Mereka berharap partikel yang sulit dipahami ini—dengan sedikit atau tanpa massa dan tanpa muatan listrik—akan mengungkapkan rahasia tentang tempat-tempat kekerasan di luar angkasa tempat asal mereka: lubang hitam, quasar, dan pulsar.

Apakah Bisnis Web Bisnis yang Baik?

Cerita ini adalah bagian dari edisi Agustus 1997 kami





  • Lihat sisa masalah
  • Langganan

Sekarang, bagaimanapun, ahli geologi berharap untuk menggunakan neutrino yang dijerat oleh detektor ini untuk melihat apakah mereka dapat mempelajari sesuatu tentang konstitusi bumi. Meskipun ukuran dan kecepatannya sangat kecil (melompat pada atau mendekati kecepatan cahaya), beberapa neutrino ini akan berhenti di jalurnya saat menabrak atom di dalam bumi. Semakin padat wilayahnya, semakin besar kemungkinannya akan memblokir neutrino. Dengan melacak berapa banyak neutrino yang mencapai detektor saat mereka melakukan perjalanan melalui bumi, para ilmuwan dapat menghitung di mana mereka diserap dan dalam jumlah berapa untuk mendapatkan gambaran tentang struktur kepadatan internal planet.

kenapa aku dikuntit geng

Mendeteksi Daerah Padat

perusahaan komputasi kuantum teratas

Tomografi komputer medis (CT) menggunakan pendekatan serupa. Mesin merekam transmisi dan penyerapan sinar-x saat mereka melintasi tubuh manusia, memungkinkan pengamat mendeteksi tumor atau massa lainnya. Kami ingin melakukan hal yang sama dengan bumi, menggunakan neutrino daripada sinar-x, jelas Raymond Jeanloz, ahli geologi di University of California di Berkeley.



Tomografi neutrino pertama kali diusulkan pada akhir 1970-an oleh dua fisikawan, John Learned di University of Hawaii dan Hugh Bradner di Scripps Institution di San Diego. Duo ini menyadari bahwa neutrino diproduksi sebagai produk sampingan dari reaksi yang terjadi di jantung setiap bintang yang berlimpah di alam semesta. Tetapi mereka mengesampingkan gagasan itu karena tidak ada cara yang tersedia untuk menangkap partikel berenergi tinggi saat mereka mencapai dan melewati bumi.

Sekarang, observatorium baru yang sedang dikembangkan-termasuk AMANDA (Array Detektor Muon Antartika dan Neutrino), NESTOR (dinamai sesuai nama raja Yunani yang terkenal) di lepas pantai Yunani, Teleskop Neutrino di Danau Baikal, dan RICE (Percobaan Radio Ice Cerenkov) -mungkin segera memiliki kemampuan untuk mendeteksi partikel. Dengan beberapa dorongan dari Learned, Chaincy Kuo, seorang mahasiswa pascasarjana geologi di Berkeley, dengan demikian menghidupkan kembali konsep tersebut pada tahun 1994, mengumpulkan tim ahli geologi dan astrofisika untuk mengembangkan strategi mengumpulkan informasi tentang bumi dari data neutrino.

Untuk memahami bagaimana teknik ini diharapkan bekerja, misalkan ada satu sumber kosmik neutrino energi tinggi dan satu detektor di bumi. Saat bumi berputar, neutrino, yang bergerak dalam garis lurus, akan memotong petak-petak yang berbeda melalui planet dalam perjalanan ke detektor. Pengamat dapat mencatat jumlah neutrino yang terdeteksi untuk setiap rute terpisah dan menentukan di mana yang paling banyak diserap. Informasi itu akan menunjukkan di mana daerah terpadat di bumi.

Pada kenyataannya, akan ada banyak sumber dan banyak detektor. Oleh karena itu, pada waktunya, penyerapan neutrino dapat diukur di sepanjang jaringan garis yang membelah seluruh planet. Komputer kemudian dapat menggabungkan pengukuran ini untuk menghasilkan gambar komposit dari variasi kepadatan.
Variasi densitas sangat signifikan, menurut Jeanloz, karena mereka mendorong proses geologis dalam skala global. Daerah yang lebih padat di mantel cenderung tenggelam, sedangkan bahan yang kurang padat cenderung naik. Guncangan bawah tanah yang terus-menerus ini menimbulkan pergerakan lempeng tektonik serta gempa bumi dan gunung berapi.



Perkiraan kepadatan bumi sekarang terutama mengandalkan teknik seismologi. Setelah gempa bumi, para ilmuwan dapat mengukur kecepatan gelombang seismik yang berjalan melalui tanah ke jaringan sensor-semakin padat materialnya, semakin cepat gelombang bergerak. Informasi tambahan datang dari mempelajari getaran (atau dering) planet ini setelah gempa besar. Namun, tidak seperti tomografi neutrino, seismologi tidak dapat memetakan distribusi kepadatan bumi dengan resolusi tinggi.

teknologi baru di tahun 2016

Harta Karun Terkubur

Tomografi neutrino pada akhirnya dapat menghasilkan petunjuk tentang apa sebenarnya yang terbuat dari interior bumi. Pengetahuan ini, pada gilirannya, dapat membantu kita menemukan berbagai sumber daya—air, minyak, gas, logam, dan mineral lain yang terkubur di bawah permukaan. George Frichter, seorang fisikawan di Bartol Research Institute di Universitas Delaware, menyarankan bahwa teknik itu bahkan mungkin memberi tahu kita sesuatu tentang interior bulan jika kita mengamati bagaimana pengukuran neutrino berubah saat bulan lewat di depan detektor bumi.

Tetapi kelangsungan hidup neutrino tomography masih bergantung pada satu pertanyaan: Apakah ada cukup neutrino berenergi tinggi yang dapat dideteksi untuk bekerja? Hawaii's Learned tidak ragu bahwa neutrino berenergi tinggi berlimpah dan menunggu untuk ditangkap. Tapi berapa banyak di luar sana? Dan apakah detektor yang kami buat cukup besar?

video gaya oppa gangnam

Untuk menangkap neutrino sebanyak mungkin, Learned adalah bagian dari tim internasional yang berencana membangun teleskop neutrino kubus kilometer raksasa yang berukuran sekitar 50 kali lebih besar dari instrumen generasi terbaru. Konstruksi dapat dimulai dalam 5 sampai 10 tahun, mungkin di lokasi NESTOR di Mediterania. Mengingat ukurannya, kata Learned, perangkat ini seharusnya memiliki kemampuan nyata untuk melakukan tomografi bumi-bukan hanya pengukuran kepadatan kotor, tetapi pemindaian resolusi tinggi.

Detektor sebesar itu tidak akan murah, menelan biaya 0-200 juta. Di sisi positifnya, kata Learned, sinar neutrino itu sendiri gratis, diproduksi oleh akselerator kosmik yang tidak tunduk pada keinginan lembaga politik.

bersembunyi

Teknologi Aktual

Kategori

Tidak Dikategorikan

Teknologi

Bioteknologi

Kebijakan Teknologi

Perubahan Iklim

Manusia Dan Teknologi

Bukit Silikon

Komputasi

Majalah Berita Mit

Kecerdasan Buatan

Ruang Angkasa

Kota Pintar

Blockchain

Cerita Fitur

Profil Alumni

Koneksi Alumni

Fitur Berita Mit

1865

Pandangan Ku

77 Jalan Massal

Temui Penulisnya

Profil Dalam Kemurahan Hati

Terlihat Di Kampus

Surat Alumni

Berita

Pemilu 2020

Dengan Indeks

Di Bawah Kubah

Pemadam Kebakaran

Cerita Tak Terbatas

Proyek Teknologi Pandemi

Dari Presiden

Sampul Cerita

Galeri Foto

Direkomendasikan