Obeveklig störtflod. Kosmiska strålar kolliderar med molekyler i jordens atmosfär, skapar regnskurar av partiklar som inkluderar neutriner. Neutrinos kan tränga djupt in i jordens yta, där de kan lämna ett rekord av kosmisk strålning i begravda stenar. Kredit:NSF/J.Yang/via Physics
Ett internationellt team av forskare har föreslagit ett sätt att indirekt mäta hastigheten av kosmiska strålar som träffar jorden under miljontals år. I deras tidning publicerad i tidningen Fysiska granskningsbrev , de föreslår att man använder avtrycken som görs av atmosfäriska neutriner i så kallade "paleo-detektorer" - naturliga mineraler som uttrycker spår av skador till följd av nukleära rekyler.
Varje ögonblick av varje dag, Jorden bombarderas av kosmiska strålar – de flesta av dem är lätta kärnor och protoner. Och när de kosmiska strålarna passerar genom atmosfären, några av dem kolliderar med atomer, krossa dem och resultera i produktion av neutriner, som regnar ner på planeten. Astrofysiker har noterat att en metod för att studera historien om detta bombardement kan avslöja mer om källorna till kosmiska strålar. I denna nya insats, forskarna föreslår att stenar gömda djupt under jordens yta kan ha just ett sådant rekord.
Tidigare forskning har visat att när neutriner produceras i atmosfären, de kan passera hela vägen genom jorden och bege sig ut i rymden. Men för vissa, resan slutar när de kolliderar med atomer inuti sten djupt under jordens yta. Detta skapar en skräpbana som förskjuter några av atomerna i kristallen som utgör berget. Fysiker kallar dem nukleära rekyler.
Forskarna föreslår att det borde vara möjligt att utvinna en del av denna sten och att studera kärnkraftsrekylerna för att lära sig mer om historien om kosmiska strålar som träffar planeten. För att ta reda på om det kan vara möjligt, teamet har genomfört experiment för att uppskatta sannolikheten för att hitta kärnkraftsrekyler i olika typer av berg. Experimenten resulterade i konstruktion av datorsimuleringar. Och simuleringarna har visat att den uppskattade längden på några av kärnkraftsrekylerna bör vara i intervallet 2-20 eller 50-100 mikrometer långa – räckvidder som skulle kunna skiljas från andra bakgrundskällor. Forskarna föreslår att kärnkraftsrekyl som finns i djupa bergprover kan ge ett rekord av kosmiska strålar som går tillbaka 1 miljard år. Få de där proverna, de noterar, skulle kräva viss ansträngning – traditionella borrhål skulle utsätta proverna för strejker som sker idag, så de skulle behöva skyddas på något sätt.
© 2020 Science X Network
