Starptautiskai zinātnieku komandai gadu ilgā pētījumā izdevies gūt apstiprinājumu, ka mistiskās daļiņas, kuras tiek dēvētas par ģeoneitrīno, patiešām pastāv. Viņi uzskata, ka daļiņas ir pārpalikumi no sairušām radioaktīvām vielām, kas atrodas planētas iekšienē. To izpētīšana ļaušot zinātniekiem labāk izprast karstuma plūsmu planētā, un tam savukārt vajadzētu vairot zināšanas par zemestrīcēm, vulkāna izvirdumiem un tamlīdzīgām ģeoloģiskām aktivitātēm.
Pretēji matērijai
Ģeoneitrīno ir ļoti neparasta viela, kas tiek dēvēta par antimatēriju, jo tai piemīt pretējas īpašības nekā vielai. Kad parasta daļiņa, piemēram, elektrons, sastopas ar antimatēriju pozitronu, abas sarīko enerģētisku eksploziju un iznīcina viena otru.
Kā jau var noprast pēc nosaukuma, ģeoneitrīno ir ārkārtīgi vieglā, neitrāli lādētā neitrīno antiviela. Tie rodas saulē un arī vietās, kur kosmiskais starojums sastopas ar atomiem. Savukārt ģeoneitrīno, kurus pirmoreiz sāka tvarstīt 2005. gadā Japānas KamLAND projekta laikā, lielākoties sastopami dziļi pazemē.
Zinātnieki veica eksperimentus pazemes laboratorijā kalnu masīvā gandrīz 1,6 kilometru dziļumā. Itālijas Kodolfizikas institūtam piederošajā Gransaso Nacionālajā laboratorijā tika uzstādīta neilona lode, kas atradās lielākā nerūsējošā tērauda lodē. Lielākās bumbas iekšpusē tika iemontēti ļoti jutīgi fotodetektori, kas vērsti uz neilona sfēru, kurā atradās tūkstoš tonnu ogļūdeņraža šķidruma. Abas lodes tika iekapsulētas trešajā kārtā, kas arī izgatavota no tērauda apaļā formā. Tās diametrs ir 13,7 metri, un šajā veidojumā bija iepildīts 2400 tonnu attīrīta ūdens.
Visu aizsargkārtu un pildījumu vienīgais uzdevums ir samazināt šķēršļu daudzumu, kas traucētu Borexino uztvērējam saskatīt neitrīno un ģeoneitrīno. Pēdējos atrast ir neticami grūti, jo šīs antivielas spēj izslīdēt cauri gandrīz jebkuram objektam, nekādā veidā neiedarbojoties uz to. Veselu gadu ilgušajos eksperimentos zinātniekiem izdevās uztvert tikai dažus signālus, tomēr ar to pietika, lai varētu apstiprināt, ka ģeoneitrīno patiešām pastāv.
Sairušu vielu paliekas
«Tas ir svarīgs rezultāts. Tas parāda, ka ģeoneitrīno ir atrasti, un tādējādi dod jaunu darbarīku Zemes iekšienes pētīšanai,» ziņojumā rakstīja viens no darba līdzautoriem Frenks Kalapraiss no Prinstonas Universitātes.
Viņš sliecas domāt, ka ģeoneitrīno rodas no Zemes garozā un mantijā sairuša urāna, torija un kālija. Šie procesi notiek Zemes augšējā un vidējā kārtā nepilnu triju kilometru dziļumā. Tieši tur meklējami postošāko ģeoloģisko katastrofu cēloņi. Izpētot ģeoneitrīno, zinātnieki cer uzzināt, kā sairstošie elementi uzkarsē Zemes garozu un kā ietekmē mantijas konvekciju. Tas ir process, kurā izkausētie akmeņi no dzīlēm tiek spiesti uz augšu tuvāk Zemes virsmai. Šīs kustības dēļ tiek bīdītas tektoniskās plātnes, rodas vulkāna izvirdumi un pazemes grūdieni.
Kā jau daudzi izcili atklājumi, arī šis zināmā mērā ir nejaušības rezultāts. Sākotnēji fiziķi bija plānojuši pētīt saules radītos neitrīno. «Kad mēs gatavojāmies eksperimentam, konstatējām, ka spējam pamanīt arī daļiņas, kas nāk mūsu virzienā no radioaktivitātes Zemes dzīlēs,» atklāj viens no 13 Prinstonas fiziķiem Kristiāno Galbjati. Pavisam šajā projektā iesaistīti 88 zinātnieki.
Prognozēs izvirdumus
Ģeoneitrīno nozīmi jau pērnā gadsimta 60. gados aprakstīja vairāki tālaika spīdekļi. Arī turpmākos teorētiskos aprakstos uzsvērts, ka antivielas pētošas stacijas, ja tās tiktu izvietotas stratēģiski svarīgos punktos, varētu brīdināt cilvēci par draudošajām briesmām, piemēram, par tādu vulkāna izvirdumu, kāds Īslandē šogad apturēja gaisa satiksmi visā Ziemeļeiropā.
«Līdz praktiskam izmantojumam vēl mazliet jāpaciešas, taču tas ir daudzsološs instruments,» ģeozinātņu profesors Tomass Dafijs, kurš nebija iesaistīts eksperimentos, nenoliedz iespēju, ka šādām stacijām ir nākotne un ka «šādi atklājumi var mums sniegt patiesu ieskatu» Zemes procesos. «Tas nenotiks nākamajos piecos gados, taču tehnoloģiskā attīstība var norisināties ātri. Tādēļ mēs varētu redzēt šādas stacijas ātrāk, nekā kāds varētu iedomāties,» pats T. Dafijs ar cerībām raugās uz iespēju iegūt spēcīgu darbarīku planētas iepazīšanai.