En mulig måde at måle ældgammel hastighed af kosmiske stråler ved hjælp af paleo-detektorer

Et internationalt hold af forskere har foreslået en måde at indirekte måle hastigheden af ​​kosmiske stråler, der rammer Jorden over millioner af år. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve , de foreslår at bruge aftryk lavet af atmosfæriske neutrinoer i såkaldte "paleo-detektorer" - naturlige mineraler, der udtrykker skadespor som følge af nukleare rekyler.

Hvert øjeblik af hver dag, Jorden bliver bombarderet af kosmiske stråler - de fleste af dem er lette kerner og protoner. Og når disse kosmiske stråler passerer gennem atmosfæren, nogle af dem kolliderer med atomer, smadre dem fra hinanden og resultere i produktion af neutrinoer, som regner ned på planeten. Astrofysikere har bemærket, at en metode til at studere historien om dette bombardement kunne afsløre mere om kilderne til kosmiske stråler. I denne nye indsats, forskerne foreslår, at sten skjult dybt under jordens overflade kan have netop sådan en rekord.

Tidligere forskning har vist, at når neutrinoer produceres i atmosfæren, de kan passere hele vejen gennem Jorden og begive sig ud i rummet. Men for nogle, rejsen slutter, når de kolliderer med atomer inde i sten dybt under jordens overflade. Dette skaber en affaldsbane, der fortrænger nogle af atomerne i krystallen, der omfatter klippen. Fysikere kalder dem nukleare rekyler.

Forskerne foreslår, at det burde være muligt at udvinde noget af denne sten og at studere de nukleare rekyler for at lære mere om historien om kosmiske stråler, der rammer planeten. For at finde ud af, om det er muligt, holdet har udført eksperimenter for at vurdere sandsynligheden for at finde nukleare rekyler i forskellige slags sten. Forsøgene resulterede i konstruktion af computersimuleringer. Og simuleringerne har vist, at den estimerede længde af nogle af de nukleare rekyler bør være i intervallet 2-20 eller 50-100 mikrometer lange - rækkevidder, der ville kunne skelnes fra andre baggrundskilder. Forskerne foreslår, at nuklear rekyl fundet i dybe klippeprøver kan give en rekord af kosmiske stråler, der går 1 milliard år tilbage. At få de prøver, de bemærker, ville kræve en vis indsats - traditionelle borehuller ville udsætte prøverne for strejker, der finder sted i dag, så de skulle på en eller anden måde skærmes.

© 2020 Science X Network