Vous savez ce que ça fait de faire une radiographie: vous allez chez le médecin, montez dans une grande machine, elle met un gilet en plomb et les rayons X traversent votre corps, formant une image de votre structure squelettique. Eh bien, en utilisant le détecteur de neutrinos IceCube - ainsi que d'autres détecteurs de neutrinos à venir - il pourrait être possible de faire quelque chose de très similaire à cela, mais à la Terre.
Une équipe collaborative de physiciens et de géologues du monde entier a proposé qu'avec la construction de IceCube, un détecteur de neutrinos au pôle Sud, il devrait être possible d'obtenir une image très précise du cœur de la Terre en utilisant des neutrinos qui traversent la Terre à partir de l'autre côté. Leur récent article s'intitule Imagerie de la structure interne de la Terre avec des neutrinos atmosphériques.
Les neutrinos sont des particules de très petite masse qui n'interagissent pas très souvent avec d'autres types de matière. Il y a des milliers de milliards d'entre eux qui traversent votre corps cette seconde, mais ne vous inquiétez pas: les chances qu'ils interagissent avec l'un des protons ou neutrons qui composent votre corps sont très, très faibles. Plus l'énergie du neutrino est élevée, plus il est susceptible d'interagir avec une particule de masse. Lorsque cela se produit, une cascade d'autres particules est créée et une particule appelée muon produite par cette réaction peut être détectée.
Les télescopes à neutrinos ne ressemblent en rien à vos télescopes d'observation moyens; ils sont plutôt constitués d'un énorme bloc de matière, généralement de l'eau ou de la glace. IceCube est exactement un tel détecteur, composé d'un kilomètre cube de glace au pôle Sud. Il existe de petites «chaînes» de détecteurs placés stratégiquement dans la glace pour enregistrer la présence de muons provenant des interactions neutrino-particules. La grande masse du détecteur augmente la probabilité de trouver les collisions entre les neutrinos et d'autres particules.
L'idée d'utiliser les neutrinos comme moyen d'imaginer l'intérieur de la Terre existe depuis plus de 25 ans, mais IceCube est le premier télescope à neutrinos capable de détecter les neutrinos aux énergies nécessaires pour donner une image précise du cœur.
L'utilisation d'IceCube pour visualiser l'intérieur de la Terre permettrait de mieux comprendre la «transition noyau-manteau» - là où le noyau terrestre rencontre le manteau - parce que cette méthode est plus précise que les méthodes actuellement utilisées pour estimer ce que l'intérieur de la La Terre ressemble.
Le Dr Francis Halzen du Département de physique de l'Université du Wisconsin, l'un des co-auteurs du document de recherche propose, «nous pouvons voir la transition« directement »et ne pas la déduire d'une analyse de données indirectes, telles que des données sur la Terre. les ondes sonores. La précision de notre cartographie est directement liée à notre résolution angulaire sur le chemin parcouru à travers la Terre par un neutrino. »
Tout comme dans une radiographie, certains des neutrinos qui traversent la Terre seraient bloqués par le noyau dense - comme le «squelette» de la Terre - tandis que ceux qui traversent le manteau, qui est moins dense, seraient détectés par IceCube.
Bien que le télescope IceCube soit toujours en construction, il a déjà commencé à recueillir des données et ne fera que s'améliorer à mesure que de nouveaux détecteurs seront ajoutés à la glace.
Le Dr Halzen a déclaré: «Une caractéristique inhabituelle d'IceCube est que nous utilisons le détecteur partiellement déployé pendant que nous le construisons. Nous collectons des données pertinentes à ce problème depuis plus d'un an et espérons faire fonctionner la moitié du détecteur à partir de février, c'est-à-dire après une autre saison de construction au cours de l'été antarctique qui vient de commencer. »
L'imagerie devrait être terminée n'importe où entre les 3 et 10 prochaines années.
Source: Arxiv Paper
