Puude jaoks puidu nägemine: kas metsi saab kasutada neutriinodetektoritena? - Füüsika maailm

USA Kansase ülikooli osakeste füüsiku sõnul võivad puud valgustada mõningaid kataklüsmilisemaid sündmusi universumis. Steven Prohira arvab, et need puitunud objektid võiksid toimida raadioantennidena neutriinode tuvastamiseks, kusjuures metsad moodustavad suuri detektori massiive. Prohira väidab, et sellised detektorid võivad olla odavamad ja lihtsamad kasutusele võtta kui tehisantennide massiivid (arXiv: 2401.14454).

Neutriinosid on raske vahetult jälgida, kuna nad suhtlevad ainega nii põgusalt. Mõned detektorid kasutavad tuhandeid fotokordisti torusid, et tuvastada Tšerenkovi kiirgust, mis tekib harvadel juhtudel, kui neutriino põrkub kokku jää või vedela veega. Teised, nagu pakutud Hiiglaslik raadiomassiv neutriinode tuvastamiseks (GRAND), kasutage raadioantenne, et tuvastada sekundaarseid osakesi, mis tekivad suure energiaga neutriinode ja atmosfääri osakeste kokkupõrgetest.

Kuna neutriinod on nii tabamatud, peavad detektorid katma tohutu ala. Näiteks GRAND vajab 20 hiiglaslikku raadioantenni massiivi üle maailma, millest igaüks katab 10,000 XNUMX ruutkilomeetrit. "Suur küsimus suure energiatarbega neutriinodetektorite puhul on see, kuidas mõõta piisavalt suurt helitugevust, et tegelikult tuvastada mõõdetav neutriinode voog," ütleb Prohira, kes tabas mõtet kasutada puid raadioantennidena, mõeldes, kuidas ehitada suuremahulist instrumenti juba olemasoleva infrastruktuuri abil.

Wood sa usud seda

Idee puudest raadioantennidena ei ole uus, see pärineb 1900. aastate algusest. Kuid see sai haardejõu alles 1960. ja 1970. aastatel Vietnami sõja ajal, kui USA armee mähkis puude ümber suured magnetilised induktsioonmähised, et parandada raadiosignaalide kuuldavust džunglis. Selle töö näitas, et instrumenteeritud puud andsid tugevamaid ja selgemaid signaale kui valmistatud antennid. "Eeluuringud, mida ma kirjandusest leian, tundusid üsna paljulubavad," märgib Prohira.

Kuigi puud töötavad paljudel raadiosagedustel, on Prohira arvates vaja palju rohkem tööd teha, et uurida, kuidas nad toimivad tau-neutriinodetektoritele huvipakkuvatel sagedustel, mis on kõrgemad kui tavaliselt raadioside jaoks kasutatavad. Teadlased peavad uurima ka puude poolt tuvastatud raadiolainete omadusi ja nägema, kui lihtne on neist neutriinosignaale rekonstrueerida. Teised küsimused keskenduvad signaalide ühtsusele erinevate puude vahel ning erinevate puuliikide ja -liikide toimimisele.

Füüsikud pakuvad välja tohutu Euroopa neutriinorajatise

Puude ilu seisneb aga selles, et need on juba paigas. Prohira väidab, et puude loomulik, sageli ühtlane vahekaugus metsas peaks võimaldama luua puuantennide massiivi, millel on väga sarnane paigutus GRAND-i katses pakutuga. Kui selline massiiv on võimalik, saab seda kasutada selliste sündmuste uurimiseks nagu gammakiirguse pursked või tähtede kokkuvarisemine.

"Kindlasti tasub seda uurida, sest kui puude instrumenteerimine osutub suhteliselt lihtsaks ja need töötavad üsna hästi antennidena, võib see avada potentsiaali suuremahuliste massiivide tõhusaks mõõtmiseks," Prohira ütleb. Ta hoiatab siiski, et metsadetektoril võivad olla "erilised logistilised väljakutsed, mis muudavad selle teostamatuks".

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/seeing-the-wood-for-the-trees-could-forests-be-used-as-neutrino-detectors/