Unser globales Kommunikationsnetz ist auf eine Infrastruktur (Unterseekabel, Kommunikationstürme) angewiesen, die bei Naturkatastrophen wie Erdbeben oder Hurrikanen anfällig ist. Durch einen Vulkanausbruch wurde im Jahr 2022 die Glasfaserverbindung Tongas unterbrochen, so dass das Land fünf Wochen lang keinen Internetzugang hatte. Bei einem Erdbeben im Jahr 2006 in der Nähe von Taiwan wurden mehrere Kabel durchtrennt und die Konnektivität in ganz Ostasien wochenlang unterbrochen. Die Neutrino-Kommunikation würde unter diesen Problemen nicht leiden, da sich Neutrinos geradlinig durch festes Gestein bewegen, ohne dass Kabel erforderlich wären. Außerdem ist ein direkter Weg durch die Erde kürzer als jeder Oberflächenweg, was für latenzempfindliche Anwendungen wie Fernchirurgie wichtig ist, bei denen Chirurgen mit zunehmender Verzögerung an Präzision verlieren.
Die Physik dahinter ist unkompliziert, da Neutrinos festes Gestein durchdringen, ohne zu interagieren, sodass sie sich in einer geraden Linie fortbewegen können, wo elektromagnetische Signale dies nicht können. Dies wurde 2012 demonstriert, als ein Team von Fermilab das Wort kodierte "Neutrino" und schickte es durch 240 Meter Fels. Es funktionierte, obwohl die Datenrate etwa 0,1 Bit pro Sekunde betrug, sodass das Konzept Bestand hatte, auch wenn der Durchsatz bei weitem nicht brauchbar war.
Die Erkennungsseite hat sich seitdem erheblich verändert. Neutrinos im TeV-Maßstab interagieren etwa tausendmal häufiger als die im Fermilab verwendeten GeV-Neutrinos, was bedeutet, dass Detektoren viel kleiner sein können. Im Jahr 2023 entdeckten FASER und SND@LHC am Large Hadron Collider zum ersten Mal Collider-Neutrinos und bestätigten damit, dass Strahlen höherer Energie mit kompakter Hardware eingefangen werden können.
Forscher in Harvard und der University of Wisconsin-Madison entwerfen derzeit einen Oberflächendetektor namens SINE, der etwa 18 Kilometer vom LHC entfernt stehen soll. Anstatt Neutrinos direkt einzufangen, markiert es die Myonen, die Neutrinos erzeugen, wenn sie im flussaufwärts gelegenen Gestein interagieren. Der Detektor passt in Standard-Frachtcontainer, die mit Szintillatorplatten ausgekleidet sind, und nutzt das umliegende Jura-Gebirge als natürlichen Schutz gegen kosmische Strahlen. Wenn ein Neutrinoempfänger aus handelsüblichen Szintillatorplatten gebaut werden kann und in einen Versandcontainer passt, ist die Vergrößerung oder Verlagerung kein schwieriges technisches Problem mehr.
https://www.researchhub.com/proposal/32842/new-insights-into-neutrino-communication-through-surface-and-underwater-detectors/reviews
12 Kommentare
Submission Statement:
If compact neutrino detectors become practical, the implications extend well beyond low-latency networks. Through-Earth links would bypass surface infrastructure entirely, meaning networks that survive undersea cable failures from natural disasters, real-time submarine communication without surfacing, and a global backbone where geography stops being a constraint. The detector design uses off-the-shelf components like plastic scintillator and silicon photomultipliers inside cargo containers, so if it works the same modular approach could scale or relocate anywhere near a suitable neutrino source.
But LT Dan I was told that neutrinos don’t interact with any-thang. …LT Dan?
At first I thought it would be expensive to have to set up a neutrino detector. But then I realized laying undersea cable is also expensive. So if they can actually detect neutrinos at a usable bit rate, and the detector fits inside a standard shipping container, this would not be far fetched.
I just can’t wrap my head around how they are going to improve on the neutrino detection rates.
I can’t think of a worse error rate than this. It would possibly be physically the single worst transmission in the universe.
Some, I mean, the vast majority of the stuff cited by this sub are just fluff pieces like this written by people who have zero to very little scientific literacy. To send those high energy neutrinos, they have to use the LHC, you know the multi-billion dollar 27 km long particle accelerator, to get detectable neutrinos. It’s be easier to launch satellites and have more ground stations.
Are we received neutrino radiation from all directions? I thought they mostly came from the direction on the sun.
Our current dectors can hardly detect a single collision out of trillions of neutrinos passing through the detector every second. They dont interact with light, they pass through everything.
I cant think of a worse communication system. Plus, our nickel-iron core is a giant electromagnet, which produces fields that converge in the lower mantel. The decoherence and error rate would be astronomical
We’ll get cheap fusion energy before this comes true. SNR very low, to the point that you can barely detect a Nuclear power plant with neutrinos. Spherical sources (beta radiation) follows exponential decay, so it’s not possible to design a high frequency antenna. For LINAC, you need to know in advance and constantly the position of the target, but uncertainty grows too much with distance, and you’ll end up with hard to reconstruct signals. Nonetheless you require twice the apparatus for end to end communication.
And the bandwidth of such a link is, what, 5 bps? And even if the detector is relatively small, what about the source? You kinda need both for a two-way communication. Also, the fact that neutrinos can travel so far without significant interactions is both a blessing and a curse – it seems like if too many of these links are operational at the same time you could get interference when neutrinos from one link overahoot the detector they’re intended for and go on to hit the detector for a different link.
My crazy aunt who is scared of 5G is NOT going to like this
> uses the surrounding Jura mountains as natural shielding against cosmic ray noise.
This got me wondering. Is this why deep valley dwelling Swiss people live longer cancer free?
“…no natural disaster can disrupt.”
– famous last words.