Геонейтрино допомагають досліджувати розподіл радіоактивних елементів у мантії

Підземні нейтринні детектори в Канаді, Японії та Італії накопичують дані про геонейтрино — частинки, що виникають під час розпаду урану, торію та калію в надрах Землі. Як повідомляє Wired, ці вимірювання можуть допомогти науковцям уточнити розподіл радіоактивних елементів у земній мантії та їхній внесок у внутрішнє тепло планети.

Геонейтрино надзвичайно слабко взаємодіють із речовиною, тому для їх реєстрації використовують великі установки глибоко під землею. Шари гірської породи та води захищають прилади від космічного випромінювання й інших фонових сигналів.

Нові дані з Канади

У листопаді 2025 року канадський експеримент SNO+ у підземній лабораторії SNOLAB поблизу Садбері повідомив про перше виявлення геонейтрино. Установка розташована на глибині близько двох кілометрів у шахті Creighton і містить акрилову сферу з 780 тоннами рідкого сцинтилятора, оточену майже 10 тисячами світлочутливих детекторів.

Результат SNO+ збільшив загальну кількість спостережених геонейтрино приблизно на 50. Це також перші такі вимірювання у Західній півкулі. Раніше геонейтрино фіксували японський детектор KamLAND, який оприлюднив перші результати 2005 року, та італійський Borexino, що повідомив про спостереження 2009 року.

Невизначеність у даних

Для оцінки потоку геонейтрино з мантії дослідники мають відокремити потрібні сигнали від частинок із ядерних реакторів, інших нейтрино та випромінювання земної кори біля детектора. Саме ці чинники залишають значну невизначеність у порівнянні результатів різних установок.

Вимірювання Borexino вказують на вищий потік геонейтрино з мантії, тоді як KamLAND фіксує нижчий показник. Дані SNO+ наразі оцінюють як проміжні. Науковці припускають, що різниця може бути пов’язана як із будовою та складом мантії в різних регіонах, так і з особливостями обробки спостережень.

Ще один великий детектор JUNO, який почав роботу в Китаї у серпні 2025 року, очікує на перші результати щодо геонейтрино цього року. Установка містить понад 20 тисяч тонн сцинтилятора, і, за очікуваннями дослідників, за перший рік вона зможе зареєструвати більше геонейтрино, ніж KamLAND, Borexino та SNO+ разом за десятиліття роботи.