जियोनट्रीनो से पता चल सकता है कि टैंक में कितना ईंधन पृथ्वी है

हमारे ग्रह को सूर्य से बहुत अधिक ऊर्जा मिलती है, लेकिन पृथ्वी की सबसे महत्वपूर्ण प्राकृतिक घटनाएं - जैसे प्लेट टेक्टोनिक्स और चुंबकीय क्षेत्र - पृथ्वी के इंटीरियर के भीतर गहरे जमाए गए ईंधन पर निर्भर हैं। जबकि भूवैज्ञानिकों ने लंबे समय तक अनुमान लगाया है कि हमारे ग्रह को चालू रखने के लिए कितना ईंधन बचा है, वास्तविकता यह है कि हमारे पास वास्तव में कोई वास्तविक विचार नहीं है कि हमने कितना छोड़ा है। लेकिन अब, एंटीन्यूट्रिनो से युक्त एक गंभीर निफ्टी प्रयोग के लिए धन्यवाद, हमारे पास एक दशक के भीतर जवाब हो सकता है।

जब हम ग्रह के ईंधन के बारे में बात करते हैं, तो हम जीवाश्म ईंधन या अन्य सामग्रियों के साथ काम नहीं कर रहे हैं जो मनुष्य ऊर्जा के लिए निकालते हैं और जलाते हैं। इसके बजाय, हम कुछ अधिक मौलिक चीज़ों के साथ काम कर रहे हैं, जो पृथ्वी के गठन और रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय से उत्पन्न परमाणु ऊर्जा का मिश्रण है। यह जानना कि पृथ्वी ने कितना छोड़ा है, बुनियादी सवालों को स्पष्ट करेगा कि हमारा ग्रह कैसे काम करता है।

"हम एक सरल दृष्टिकोण रख सकते हैं - हमें यह जानने की जरूरत है कि क्या हम 'खाली चल रहे हैं' या हमारे पास पृथ्वी के इंजन को चलाने के लिए बहुत सारे ईंधन हैं," मैरीलैंड विश्वविद्यालय के एक भूवैज्ञानिक विलियम मैकडोनो और शोधकर्ताओं के हिस्से में देख रहे हैं उपाय पृथ्वी की ईंधन आपूर्ति, बताया श्लोक में । “लगभग 150 साल पहले लोग पूछ रहे थे कि सूरज कब तक चमकता रहेगा। इससे चमकने की प्रक्रिया (यानी, सूर्य के कोर में परमाणु जलने) के विवरण के बारे में प्रश्न पूछे गए। इसने पृथ्वी के बारे में इसी तरह की मौलिक जिज्ञासाओं को भी जन्म दिया। ”

यहाँ शामिल वास्तविक विधि चरम के लिए बारीक है। यह योजना जियोन्यूट्रिनोस नामक कणों को मापने की है, जो यूरेनियम और थोरियम जैसे रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय द्वारा उत्सर्जित एक विशेष प्रकार का एंटीन्यूट्रिनो है। जब वे जियोन्यूट्रिनो एक डिटेक्टर में हाइड्रोजन परमाणु के साथ टकराते हैं, तो एक गप्पी हस्ताक्षर शोधकर्ताओं को सभी घटनाओं को संकलित करने और पृथ्वी के अंदर रेडियोधर्मी क्षय की दर का अनुमान लगाने देता है, जो उन्हें पृथ्वी की ईंधन आपूर्ति का अनुमान लगाने देता है।

"2005 से पहले प्रति वर्ष ज़ीरो का पता चला था कि मेरा जीवन था।"

यह सब अच्छी तरह से और अच्छा है, लेकिन जियोन्यूट्रिनो के रूप में छोटे और कमजोर बातचीत के रूप में उप-परमाणु कणों को आसानी से देखा नहीं जा सकता है। आपको एक डिटेक्टर की आवश्यकता है जो एक छोटी सी इमारत के आकार को एक मील के नीचे दफन कर दे जिसे ब्रह्मांडीय न्यूट्रिनो से ढाल दिया जाए जो माप को गड़बड़ कर देगा। फिर भी, हम वर्तमान डिटेक्टरों के साथ हर साल लगभग 16 बार ही देखते हैं। फिर से चरम पर, और यहां तक ​​कि 16 साल में एक सुधार है कि चीजें कैसे हुआ करती थीं।

मैकडोनो ने कहा, "2005 से पहले प्रति वर्ष ज़ीरो का पता चला था कि यह मेरा जीवन था।" लेकिन यह संख्या एक बड़े तरीके से कूदने वाली है, क्योंकि चीन और कनाडा के तीन बड़े नए डिटेक्टरों की संख्या 500 से ऊपर होने वाले वार्षिक जासूसों को आगे बढ़ाने की उम्मीद है। कुछ वर्षों के लायक डेटा का मतलब संभवतः हजारों डेटा बिंदुओं से अधिक होगा। शोधकर्ताओं को थोरियम और यूरेनियम क्षय की दर के बारे में आश्वस्त महसूस करना शुरू करने के लिए पर्याप्त है। “ये प्रयोग एक दशक या दशकों तक चलते हैं और इसलिए हम हर दो साल में अपनी संख्या में 1000+ की वृद्धि कर रहे हैं! यही मायने रखता है।"

यह इस प्रकार की चीज़ है, जिसे एक बार खोज लेने के बाद, हमें यह आश्चर्यजनक लगेगा कि हम इसे पहले कभी नहीं जानते थे

यहाँ पर बहुत सारे अच्छे मूलभूत विज्ञान हैं, क्योंकि मैकडोनो और उनके साथी शोधकर्ता पृथ्वी की अरब-वर्ष की कहानी के बारे में बड़े सवालों का पता लगाने में सक्षम हैं, यह अपने ईंधन के माध्यम से कितनी तेजी से जलता है और कितना बचा है। शोधकर्ताओं ने जिन उत्तरों की खोज करने की उम्मीद की है, उनके और भी तात्कालिक लाभ हो सकते हैं।

"हम आर्थिक संसाधनों के बारे में बेहतर भविष्यवाणी कर सकते हैं और पृथ्वी में तत्व कहां हैं," मैकडोनो ने बताया श्लोक में । “परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को ईंधन देने के लिए हमारे पास पृथ्वी में कितना यूरेनियम है? पृथ्वी में कितना नाइओबियम, लिथियम और / या लैंथेनम है? ये सभी तत्व हैं जो हम आमतौर पर इन दिनों पर निर्भर करते हैं। हम अपने लैपटॉप को काम करने, अपनी हाइब्रिड कारों के लिए अपनी बैटरी बनाने के लिए, अपने लैपटॉप को पावर देने के लिए, ऊर्जा बनाने के लिए तत्वों का उपयोग करते हैं। ”

वह आखिरी उदाहरण वास्तव में मैकडोनो और उनके साथी शोधकर्ताओं को पूरा करने की उम्मीद के लिए एक अच्छा सादृश्य प्रदान करता है। हालांकि जियोन्यूट्रिनोस का पता लगाना आसान काम नहीं है, लेकिन अगर हम यह पता लगाना चाहते हैं कि पृथ्वी ने अपने लौकिक टैंक में कितना छोड़ा है। हमारे ग्रह कैसे काम करते हैं, इसके बारे में कुछ बुनियादी बात है, जिस तरह की चीज़, एक बार खोज लेने के बाद, हमें यह आश्चर्यजनक लगेगा कि हम इसे पहले कभी नहीं जानते थे।

"यह एक कार चालक की तरह है," मैकडोनो ने कहा। "वह / वह उसकी / उसकी कार के बारे में दो महत्वपूर्ण बातें जानते हैं - कितना ईंधन बचा है और कितनी तेजी से वह अपने ईंधन का उपयोग कर रहा है। यह एक सरल अनुरोध है कि हमारे पास मदर-शिप अर्थ टैंक के अंदर क्या है और हम इसका उपयोग कितनी तेजी से कर रहे हैं। ”