利用大气中微子振荡约束地球内部的核心半径与密度跃变
高能物理 - 唯象学
2026-05-06 v2 高能物理 - 实验
仪器与探测器
摘要
大气中微子通过弱相互作用探测地球内部，并提供与引力和地震测量互补的信息。在穿过地球时，多 GeV 中微子由于与环境电子的相干前向散射而遇到物质效应，这改变了中微子振荡概率。这些物质效应取决于地球内部的电子密度分布，因此可用于确定地球的内部结构。在这项工作中，我们采用了一个五层地球模型，在保持地球质量和转动惯量不变并遵循流体静力学平衡条件的情况下，修改了各层的密度和半径。我们使用拟建的 INO-ICAL 探测器作为大气中微子实验的示例，该实验能够在多 GeV 能量范围内有效区分中微子和反中微子。我们的分析表明，这样的实验可以同时约束地球内部的密度跃变并定位核幔边界。ICAL 探测器的电荷识别（CID）能力在获得这些相关约束中将发挥关键作用。不具备 CID 能力的类 ICAL 探测器也能够执行此任务，尽管灵敏度会降低。
关键词
引用
@article{arxiv.2405.04986,
title = {Constraining the core radius and density jumps inside Earth using atmospheric neutrino oscillations},
author = {Anuj Kumar Upadhyay and Anil Kumar and Sanjib Kumar Agarwalla and Amol Dighe},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.04986},
year = {2026}
}
备注
35 pages, 10 figures, 4 tables, and two appendices. The standard five-layered model of Earth has been updated, and all calculations have been redone accordingly. New figures, tables, and appendices are added. Matches with the published version in JHEP