Geoneutrino

Geoneutrina jsou neutrina nebo antineutrina emitovaná rozpadem radionuklidů uvnitř Země. Neutrina jsou nejlehčí známé subatomární částice , postrádají měřitelné elektromagnetické vlastnosti a interagují pouze prostřednictvím slabé jaderné síly . Jedním z hlavních úkolů nového oboru fyziky, geofyziky neutrin , je získávání geologicky užitečných informací (např. hojnost jednotlivých prvků produkujících geoneutrina a jejich prostorové rozložení v zemském nitru).

Většina geoneutrin jsou elektronická antineutrina, která se objevují v β - rozpadovém kanálu prvků Draslík-40 , Thorium-232 a Uran-238 . Společně tyto rozpadové řetězce vytvářejí více než 99 % současné úrovně radiogenního tepelného záření ze Země. V roce 2016 byla geoneutrina pozorována na dvou neutrinových observatořích – v Kamlandu a Boreksinu . Bylo navrženo několik projektů teleskopů, které lze použít k detekci geoneutrin.

Geologie

[jeden]	${\begin{array}{rclr}{\ce {^{238}_{92}U}}&{\ce {->}}&{\ce {^{206}_{82}Pb ))+8\alpha +6e^{-}+6{\bar {\nu }}_{e}&+\ 51.698\,{\ce {MeV}}\\{\ce {^{235}_ {92}U}}&{\ce {->}}&{\ce {^{207}_{82}Pb}}+7\alpha +4e^{-}+4{\bar {\nu } }_{e}&+\ 46.402\,{\ce {MeV}}\\{\ce {^{232}_{90}Th}}&{\ce {->}}&{\ce {^ {208}_{82}Pb}}+6\alpha +4e^{-}+4{\bar {\nu }}_{e}&+\ 42.652\,{\ce {MeV}}\\{ \ce {^{40}_{19}K}}&{\ce {->[{89.3\,\%}]}}&{\ce {^{40}_{20}Ca}}+e ^{-}+{\bar {\nu }}_{e}&+\ 1.311\,{\ce {MeV}}\\{\ce {^{40}_{19}K}}+e^ {-}&{\ce {->[{10.7\,\%}]}}&{\ce {^{40}_{18}Ar}}+\nu _{e}&+\ 1.505\, {\ce {MeV}}\end{array}}$

Země vyzařuje teplo rychlostí asi 47 TW ( terawatt ), [2] což je méně než 0,1 % příchozí sluneční energie. Část tohoto tepla pochází z tepla uvolněného při rozpadu radioaktivních izotopů v nitru Země. Existují různé odhady této energie: od ~10 TW do ~30 TW. [3]

Studium geoneutrin

Detektory a výsledky

Stávající detektory

Camland je 1,0 kilotunový detektor umístěný na Neutrino Observatory v Japonsku. Geoneutrina byla poprvé objevena v roce 2005. Celkový počet pozorovaných antineutrin byl 152.

Borexino je 0,3 kilotunový detektor v laboratoři Nazionali del Gran Sasso poblíž L'Aquila v Itálii. V roce 2010 bylo v databázi shromážděných za 537 dní zaznamenáno 15 kandidátských událostí.

Plánované a navrhované detektory

Dno oceánu Kamland-OBK
Juno
Experiment s neutrinem Ťin-pching ( webové stránky )-. [čtyři]
Lena v Frejus, Francie . [5]
DUSEL v Homestake v Jižní Dakotě, USA [6]
v Bno (Baksan Neutrino Observatory) v Rusku [7]
Země
Hanohano .

Poznámky

↑ Barvivo, ST geoneutrina a radioaktivní síla Země // Rev. Geophys. : deník. - 2012. - Sv. 50 , č. 3 . — P. RG3007 . - doi : 10.1029/2012RG000400 . - . - arXiv : 1111.6099 .
↑ Davies, JH Povrchový tepelný tok Země (neurčitý) // Solid Earth. - 2010. - T. 1 , č. 1 . - S. 5-24 . - doi : 10.5194/se-1-5-2010 .
↑ Učený, JG; Dye, ST; Pakvasa, S. Hanohano: Deep Ocean Anti-Neutrino Detector for Unique Neutrino Physics and Geophysics Studies // Proceedings of the Twelfth International Workshop on Neutrino Telescopes, Benátky, březen 2007 (anglicky) . — 2008.
↑ Beacom, John F. Letter of Intent: Jinping Neutrino Experiment (nespecifikováno) // Chinese Physics C. - 2016. - 4. února ( roč. 41 , č. 2 ). - doi : 10.1088/1674-1137/41/2/023002 . — . - arXiv : 1602.01733 .
↑ Wurm, M. Neutrinová observatoř nové generace s kapalinovým scintilátorem LENA // Astročásticová fyzika : deník. - 2012. - Sv. 35 , č. 11 . - str. 685-732 . - doi : 10.1016/j.astropartphys.2012.02.011 . - . - arXiv : 1104.5620 .
↑ Tolich, N. A Geoneutrino Experiment at Homestake // Země , Měsíc a planety : deník. - 2006. - Sv. 99 , č. 1 . - str. 229-240 . - doi : 10.1007/s11038-006-9112-8 . - . - arXiv : fyzika/0607230 .
↑ Barabanov, I. R.; Novíková, G. Ya.; Sinev, VV & Yanovich, EA (2009), Výzkum přirozených toků neutrin pomocí velkoobjemového scintilačního detektoru v Baksan, arΧiv : 0908.1466 [hep-ph].

Odkazy

Geoneutrinos.org , interaktivní stránka, která vám umožňuje zobrazit spektra geoneutrin.