Wie Neutrinostrahlen Hohlräume im Inneren der Erde aufdecken könnten

Neutrinos sind besondere Teilchen. Sie haben wenig Masse, sind kostenlos und in drei Geschmacksrichtungen erhältlich. Diese Aromen sind nicht festgelegt. Das Seltsame an Neutrinos ist, dass sie, wenn sie einmal entstanden sind, auf ihrer Reise von einer Geschmacksrichtung zur anderen wechseln.

Das hat Physiker lange Zeit verwirrt. Die Varietät eines Neutrinos bestimmt, wie es mit Materie interagiert. Physiker bauten Experimente, um den von der Sonne ausgehenden Geschmack zu erkennen, nur um viel weniger zu finden, als sie erwartet hatten.

Im Jahr 2001 wurde dieses Rätsel gelöst, als sie entdeckten, dass die fehlenden Neutrinos während ihrer Reise von der Sonne zur Erde von einer Geschmacksrichtung zur anderen gekippt oder oszilliert waren.



Seitdem bemühen sich Physiker darum, Neutrino-Oszillationen genauer zu verstehen. Es stellt sich heraus, dass der Effekt von der zurückgelegten Entfernung der Neutrinos und der Materiemenge, die die Teilchen durchquert haben, empfindlich ist.

Auf eine Idee kamen Carlos Arguelles und seine Kumpels von der Päpstlichen Katholischen Universität von Peru in Lima. Diese Leute sagen, dass Neutrino-Oszillationen empfindlich auf Änderungen der Dichte der Erde reagieren sollten.

Die Schwingungen in einem Neutrinostrahl, der an einem Punkt der Erde erzeugt und durch die Erdkruste zu einem anderen Punkt gestrahlt wird, sollten also Aufschluss über jede Dichteänderung auf dem Weg geben.

Diese Jungs sind nicht die ersten, die behaupten, dass ein Neutrinosstrahl die Erde effektiv durchleuchten kann. Aber sie sind die ersten, die die Größe und Form der Dichteänderungen erforschen, die mit dieser Methode sichtbar sein sollten.

Sie sagen, dass die Technik in der Lage sein sollte, Hohlräume mit einem Durchmesser von etwa 200 km oder mehr zu erkennen, die mit Wasser, eisenbasierten Mineralien oder sogar Bereichen mit Ladungsakkumulationen gefüllt sind. Sie schlagen vor, dass dies nur 3 Monate dauern kann.

Das ist interessant, weil einige Seismologen vermuten, dass Erdbeben zu einer Ansammlung von Ladungen in bestimmten Gesteinsvolumina führen, sodass die Technik für die Untersuchung nützlich sein könnte.

Aber es gibt einen wichtigeren Faktor, der das Interesse an dieser Arbeit weckt. Diese Technik könnte auch geologische Formationen aufdecken, die wahrscheinlich Öl enthalten und so beträchtliche kommerzielle Investitionen anziehen könnten.

Eine wichtige Frage ist jedoch, ob Arguelles und Co. in ihrem Modell realistische Annahmen getroffen haben. Ein Problem, mit dem sie konfrontiert sind, besteht darin, dass der Neutrinosstrahl intensiv genug sein muss, um in einem vernünftigen Zeitraum – sicherlich weniger als 18 Monate – ein Ergebnis zu liefern.

Um dies zu erreichen, müssen Arguelle und Co. davon ausgehen, dass es möglich ist, Strahlen mit einer etwa 5000-fach höheren Geschwindigkeit zu erzeugen, als heute erreichbar ist.

Da es überhaupt nicht klar ist, wie dies bewerkstelligt werden könnte, ist das ein großer Wermutstropfen.

Obwohl diese Technik theoretisch möglich erscheint, stellt diese Art von Annahme ein großes Fragezeichen, ob sie in absehbarer Zeit in der Praxis möglich sein wird.

Ref: arxiv.org/abs/1201.6080 : Suche nach Hohlräumen unterschiedlicher Dichte in der Erdkruste mit einem niederenergetischen ν¯e β-Beam

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