Геонейтрино

10.03.2021

Геонейтрино — это нейтрино или антинейтрино, испускаемые при распаде радионуклидов внутри Земли. Нейтрино — легчайшие из известных субатомных частиц, у них отсутствуют измеримые электромагнитные свойства и они взаимодействуют только посредством слабого ядерного взаимодействия. Одной из главных задач новой области физики, нейтринной геофизики, является извлечение геологически полезной информации (например, численности отдельных геонейтрино-производящих элементов и их пространственное распределение в земных недрах).

Большинство геонейтрино — это электронные антинейтрино, появляющиеся в канале β− распада элементов Калия-40, Тория-232 и Урана-238. Вместе эти цепочки распада создают более 99 % современного уровня радиогенного теплового излучения изнутри Земли. В 2016 году геонейтрино наблюдались на двух нейтринных обсерваториях — в Камланде и Борексино. Предложено несколько проектов телескопов, которые смогут использоваться для обнаружения геонейтрино.

Геология

Земля излучает тепло в размере около 47 ТВт (тераватт),, что составляет менее 0,1 % от мощности поступающей солнечной энергии. Часть этого тепла приходится на тепло, выделяющееся при распаде радиоактивных изотопов в недрах Земли. Существуют различные оценки этой энергии : от ~10 ТВт до ~30 ТВт.

Изучение геонейтрино

Детекторы и результаты

Существующие детекторы

Камланд представляет собой 1,0 килотонный детектор расположенный в нейтринной обсерватории в Японии. Впервые геонейтрино были обнаружены в 2005 году. Общее число наблюдавшихся антинейтрино составило 152.

Борексино — это 0.3 килотонный детектор в лаборатори Nazionali-дель-Гран-Сассо рядом с Л’Акуилой, Италия. В 2010 году на базе данных, собранных на протяжении 537 дней, были зафиксированы 15 событий-кандидатов.

Запланированные и предложенные детекторы

  • Донный океанский Камланд-ОБК
  • Юнона
  • Цзиньпинский нейтринный эксперимент (сайт)-.
  • Лена в Фрежюс, Франция.
  • DUSEL в Хоумстейке в Южной Дакоте, США
  • в Бно (Баксанской нейтринной обсерватории) в России
  • Земля
  • Hanohano .