Geoneutrínó
A geoneutrínók olyan neutrínók vagy antineutrínók, amelyeket a Föld belsejében lévő radionuklidok bomlása bocsát ki . A neutrínók a legkönnyebb ismert szubatomi részecskék , nem mérhető elektromágneses tulajdonságokkal rendelkeznek, és csak a gyenge nukleáris erőn keresztül lépnek kölcsönhatásba . A fizika egy új területe, a neutrínógeofizika egyik fő feladata a geológiailag hasznos információk kinyerése (például az egyes geoneutrínót termelő elemek bősége és azok térbeli eloszlása a föld belsejében).
A legtöbb geoneutrínó elektronikus antineutrínó, amely a kálium-40 , tórium-232 és urán-238 elemek β - bomlási csatornájában jelenik meg . Ezek a bomlási láncok együttesen a Föld belsejéből származó radiogén hősugárzás jelenlegi szintjének több mint 99%-át hozzák létre. 2016-ban geoneutrínókat figyeltek meg két neutrínó-obszervatóriumban – Kamlandban és Boreksinóban . Számos teleszkóp-projektet javasoltak, amelyek felhasználhatók geoneutrínók kimutatására.
Geológia
| [egy] |
![{\displaystyle {\begin{array}{rclr}{\ce {^{238}_{92}U}}&{\ce {->}}&{\ce {^{206}_{82}Pb ))+8\alpha +6e^{-}+6{\bar {\nu }}_{e}&+\ 51.698\,{\ce {MeV}}\\{\ce {^{235}_ {92}U}}&{\ce {->}}&{\ce {^{207}_{82}Pb}}+7\alpha +4e^{-}+4{\bar {\nu } }_{e}&+\ 46.402\,{\ce {MeV}}\\{\ce {^{232}_{90}Th}}&{\ce {->}}&{\ce {^ {208}_{82}Pb}}+6\alpha +4e^{-}+4{\bar {\nu }}_{e}&+\ 42.652\,{\ce {MeV}}\\{ \ce {^{40}_{19}K}}&{\ce {->[{89.3\,\%}]}}&{\ce {^{40}_{20}Ca}}+e ^{-}+{\bar {\nu }}_{e}&+\ 1.311\,{\ce {MeV}}\\{\ce {^{40}_{19}K}}+e^ {-}&{\ce {->[{10.7\,\%}]}}&{\ce {^{40}_{18}Ar}}+\nu _{e}&+\ 1.505\, {\ce {MeV}}\end{array}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/88fa15b420dc87f3981f0d9af5c2d67fa5f5f57b)
A Föld körülbelül 47 TW ( terawatt ) sebességgel sugároz hőt , [2] ami kevesebb, mint a beérkező napenergia 0,1%-a. Ennek a hőnek egy része a radioaktív izotópok bomlása során felszabaduló hőből származik a Föld belsejében. Különféle becslések vannak erre az energiára: ~10 TW-tól ~30 TW-ig. [3]
Geoneutrínók tanulmányozása
Detektorok és eredmények
Meglévő detektorokA Camland egy 1,0 kilotonnás detektor, amely a japán Neutrino Obszervatóriumban található. A geoneutrínókat először 2005-ben fedezték fel. A megfigyelt antineutrínók teljes száma 152 volt.
A Borexino egy 0,3 kilotonnás detektor az olaszországi L'Aquila közelében található Nazionali del Gran Sasso laboratóriumban . 2010-ben 15 jelölt eseményt rögzítettek egy 537 nap alatt összegyűjtött adatbázisban.
Tervezett és javasolt detektorok- Az óceán feneke, Kamland-OBK
- Juno
- Jinping neutrínó kísérlet ( honlap )-. [négy]
- Lena Frejusban, Franciaországban . [5]
- DUSEL a Homestake -ben Dél-Dakotában, Egyesült Államokban [6]
- az oroszországi Bno -ban (Baksan Neutrino Obszervatórium) [7]
- föld
- Hanohano .
Jegyzetek
- ↑ Festék, ST geoneutrínók és a Föld radioaktív ereje // Rev. Geophys. : folyóirat. - 2012. - Kt. 50 , sz. 3 . — P. RG3007 . - doi : 10.1029/2012RG000400 . - . - arXiv : 1111.6099 .
- ↑ Davies, JH A Föld felszíni hőárama (határozatlan) // Szilárd Föld. - 2010. - T. 1 , 1. sz . - S. 5-24 . - doi : 10.5194/se-1-5-2010 .
- ↑ Tanult, JG; festék, ST; Pakvasa, S. Hanohano: A Deep Ocean Anti-Neutrino Detector for Unique Neutrino Physics and Geophysics Studies // Proceedings of the Twelfth International Workshop on Neutrino Telescopes, Velence, 2007. március (angol) . – 2008.
- ↑ Beacom, John F. Szándéknyilatkozat: Jinping Neutrino Experiment (meghatározatlan) // Kínai fizika C. - 2016. - február 4. ( 41. évf. , 2. sz.). - doi : 10.1088/1674-1137/41/2/023002 . — . - arXiv : 1602.01733 .
- ↑ Wurm, M. A következő generációs folyadékszcintillátor neutrínó obszervatórium LENA // Astroparticle Physics : folyóirat. - 2012. - Kt. 35 , sz. 11 . - P. 685-732 . - doi : 10.1016/j.astropartphys.2012.02.011 . - Iránykód . - arXiv : 1104.5620 .
- ↑ Tolich, N. Geoneutrínó kísérlet otthoni tétben // Föld , Hold és bolygók : folyóirat. - 2006. - 20. évf. 99 , sz. 1 . - P. 229-240 . - doi : 10.1007/s11038-006-9112-8 . - Iránykód . - arXiv : physics/0607230 .
- ↑ Barabanov, I. R.; Novikova, G. Ya.; Sinev, VV & Yanovich, EA (2009), Természetes neutrínófluxusok kutatása nagy térfogatú szcintillációs detektor használatával Baksanban, arΧiv : 0908.1466 [hep-ph].
Linkek
- Geoneutrinos.org , egy interaktív oldal, amely lehetővé teszi a geoneutrínó spektrumainak megtekintését.