利用中微子振荡的地球谱学探测

我们家园行星内部的未知成分激发了人类想象并驱动科学探索。本文中我们证明，大型中微子探测器可在不久的将来用于显著改进对地球内部化学组成的理解。在大气中自然产生的中微子穿过地球并经历依赖于地球电子密度的振荡。地球的化学组成可通过结合大型中微子探测器的观测与地球物质密度的地震测量来确定。我们提出了一种方法，能进行区分外核组成模型的测量。我们表明，下一代大体积中微子探测器能提供足够灵敏度来排除具有高氢含量的外核模型，从而证明这一新方法潜力。未来，专用仪器能够区分特定地球组成模型，并以先前无法想象的方式重塑我们对地球内部的认识。