Per la prima volta, i fisici hanno misurato la massa del pianeta usando neutrini, minuscole particelle subatomiche che possono attraversare l’intero pianeta. I ricercatori hanno anche usato le particelle per sondare le viscere della Terra, studiando come la densità del pianeta varia dalla crosta al nucleo.
Tipicamente, gli scienziati determinano la massa e la densità della Terra quantificando la forza gravitazionale del pianeta e studiando le onde sismiche che penetrano nel globo. I neutrini forniscono un test con dei nuovi risultati, che scela delle proprietà del pianeta uniche. Realizzato utilizzando i dati dall’osservatorio IceCube al Polo Sud, il nuovo profilo planetario concorda con le misure tradizionali, riportato il 5 novembre in Nature Physics.
Per effettuare la misurazione, gli scienziati hanno studiato i neutrini ad alta energia che sono stati prodotti quando protoni e altre particelle energetiche dallo spazio si sono riversate nell’atmosfera terrestre. Questi neutrini possono scorrere attraverso l’intero globo, ma a volte si rompono in nuclei atomici e vengono assorbiti.
I neutrini che arrivarono al rilevatore di IceCube da diverse angolazioni riuscirono a dare informazioni su diversi strati della Terra. Per esempio, un neutrino proveniente dal lato opposto del pianeta, al Polo Nord, passerebbe attraverso la crosta terrestre, il mantello e il nucleo prima di raggiungere il Polo Sud. Mentre un neutrino con traiettoria in diagonale può attraversare solo la crosta. Misurando quanti neutrini provenivano dai vari angoli, il team ha dedotto le densità delle diverse parti della Terra e della sua massa totale.
La tecnica non rivela ancora nulla di nuovo sul pianeta. Ma un giorno potrebbe aiutare gli scienziati a determinare se tutta la massa terrestre proviene dalla materia normale. Forse parte della massa è dovuta a qualcosa che sfugge ai neutrini, come la materia oscura, una “sostanza” che gli scienziati ritengono debba esistere per spiegare la massa mancante osservata nelle misurazioni di altre galassie. I neutrini potrebbero aiutare i fisici a capire se la Terra ospita tale materia oscura.