地球内部成像：地球中微子的角分布
高能物理 - 唯象学
2011-04-11 v1 天体物理学
核实验
地球物理
摘要
地球内部放射性核素的衰变产生地热，同时也是反中微子的来源。（角积分）地球中微子通量对地球放射性核素分布施加了一个积分约束。在本文中，我们计算了地球中微子的角分布，这为微分放射性核素分布打开了一扇窗口。我们发展了中微子角分布的一般形式体系，并提出了逆变换，该变换能够根据测量的中微子角分布恢复地球放射性同位素的分布。因此，地球中微子不仅提供了一种对地球内部成像的手段，而且提供了对放射性地球的直接测量，既（1）揭示了由放射性核素探测的地球内部结构，又（2）允许完全确定作为半径函数的放射性热产生。我们给出了用于计算地球中微子通量的主流地球模型的地球中微子角分布。在该模型中，中微子的产生主要来自地幔和地壳中的衰变；这导致了一个非常“边缘”的角分布，其中三分之二的中微子来自与向下垂直方向夹角大于60度的方向。我们注意到地球核心可能含有钾的可能性；不同的地球物理预测导致强烈变化且可区分的中心强度（与向下垂直方向夹角小于30度）。简要讨论了模型中的其他不确定性以及观测地球中微子角分布的前景。最后，我们敦促开发和建造具有角灵敏度的反中微子实验。（摘要删节）
引用
@article{arxiv.hep-ph/0406001,
title = {Imaging the Earth's Interior: the Angular Distribution of Terrestrial Neutrinos},
author = {Brian D. Fields and Kathrin A. Hochmuth},
journal= {arXiv preprint arXiv:hep-ph/0406001},
year = {2011}
}
备注
25 pages, RevTeX, 7 figures. Comments welcome