Detektori neutrino talasa ne rastu na drveću. Ili možda ipak rastu? Jedinice koje proizvode radio talase u interakcijama sa teško detektovanim subatomskim česticama, ultravisoko-energetskim neutrinima, mogle bi biti drveće, predlaže astrofizičar Stiven Prohira u radu podnetom 25. januara na sajtu arXiv.org.
„Fascinantna ideja“, kaže fizičarka Ejmi Konoli sa Univerziteta u Ohaju u Kolumbusu, koja nije bila uključena u istraživanje. „Ovo bi moglo biti prirodno rešenje koje nam je možda bilo ispred nosa.“
Neutrini su visoko-energetske čestice
Neutrini obično zahtevaju velike, osetljive detektore. To je posebno tačno za detektore dizajnirane da uhvate najređe, najviše energetske neutrino čestice koje padaju na Zemlju iz svemira. Izgradnja takvih ogromnih detektora od nule predstavlja ozbiljan izazov.
Međutim, fizičari koji proučavaju visoko-energetske neutrino čestice poznati su po izgradnji inventivnih detektora u prirodnim okruženjima. „Ice Cube Neutrino Observatory“ istražuje interakcije neutrino čestica koristeći kubni kilometar antarktičkog leda, dok će Kubni Kilometarski Neutrino Teleskop, KM3NeT, trenutno u izgradnji, tražiti neutrino čestice u Mediteranu. Ovi detektori imaju dovoljno velike zapremine da uhvate retke visoko-energetske neutrino čestice.
Za proučavanje neutrino čestica još većih energija, naučnici planiraju da detektuju jedan određeni tip neutrino čestica, nazvan tau neutrino.
Kada takav neutrino prođe kroz Zemlju, može da interaguje i proizvede česticu nazvanu tau lepton.
Kako će se detektovati ovi radio talasi?
Ako taj „tau“ lepton izađe iz zemlje u Zemljinu atmosferu, njegov raspadi mogu proizvesti kišu naelektrisanih čestica koje generišu radio talase. Da bi detektovali ove radio talase, naučnici su predložili detektore poput masivnog „GRAND“ eksperimenta, koji bi koristio ukupno 200.000 antena raspoređenih u 20 odvojenih nizova širom sveta.
S obzirom na ogroman poduhvat izgradnje takvog detektora, „došlo mi je da bi bilo sjajno ako su antene već tamo“, kaže Prohira sa Univerziteta u Kanzasu u Lorensu.
Prethodna istraživanja su pokazala da drveće može uhvatiti radio talase.
Da bi se detektovali ovi talasi, bilo bi potrebno zabiti žicu u svako drvo ili omotati namotaj žice oko debla svakog drveta i povezati ga sa elektronikom kako bi se očitavali signali.
Kako bi drveće reagovalo na polarizaciju radio talasa?
Prohira priznaje da još mnogo pitanja treba biti razjašnjeno kako bi se utvrdilo da li je tehnika izvodljiva. Naučnici bi morali proučiti kako se drveće ponaša u vezi sa radio talasima veoma visokih frekvencija, u opsegu u kojem rade detektori ovog tipa.
Osim toga, tradicionalne radio antene mogu se precizno konstruisati, što omogućava detaljno razumevanje njihovog odgovora na različite vrste radio signala, dok drveće, naravno, ne može. Na primer, nije jasno kako bi drveće reagovalo na polarizaciju radio talasa, odnosno na orijentaciju njihovih oscilacija. Takođe, treba istražiti uticaj lisne mase i, za listopadne šume, sezonsko opadanje lišća.
Iako je ideja inspirativna, kaže fizičar Erik Oberla sa Univerziteta u Čikagu, „nije jasno da li bi zamenjivanje veštačkih antena drvećem rešilo više problema nego što bi ih stvorilo, i ovi izazovi u dizajnu detektora morali bi se dalje razmatrati.“
Takođe bi trebalo razumeti uticaj detektora na šumu. „Takav detektor“, piše Prohira u radu, „mora biti izgrađen u skladu s prirodom i s poštovanjem prema njoj; inače, ova ideja nije vredna pokušavanja.“
