超新星中微子作为核中子皮的精确探针

精确且模型无关地确定原子核的中子分布半径 $R_{\rm n}$ 以及其中子皮厚度 $R_{\rm skin}$ 在核物理、粒子物理和天体物理中具有基础重要性，但在地面实验室中仍是一大挑战。我们认为，银河系内邻近的核坍缩超新星（CCSN）可能产生前所未有的高光度中微子流，为通过相干弹性中微子-核散射（CE$\nu$NS）确定 $R_{\rm n}$ 和 $R_{\rm skin}$ 提供绝佳机会。我们评估了在 RES-NOVA 项目中利用邻近 CCSN 中微子通过 CE$\nu$NS 确定铅（Pb）的 $R_{\rm n}$ 的潜力，该项目旨在使用基于考古 Pb 的低温探测器阵列捕捉 CCSN 中微子。我们发现，在 CCSN 爆发发生于距地球约 $\sim 1$ kpc 的最乐观情形下，RES-NOVA 可实现 Pb 的 $R_{\rm n}$ 约 $0.1\%$ 的最终精度（$R_{\rm skin}$ 约 $0.006$ fm）。