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04-3 - 太阳、地球中微子
- Xuefeng Ding (IHEP-CAS)
04-3 - 太阳、地球中微子
- 银辉 左
Borexino是位于意大利的液体闪烁体型中微子探测器，于2020年10月停止取数。Borexino所使用的液闪的天然放射性含量极低，这使得Borexino在太阳中微子测量上有独特优势。Borexino测量CNO太阳中微子的关键在于如何确定铋-210本底的含量。Borexino合作组开发了低钋区域算法和方向性算法，以18%精度测量了CNO太阳中微子的流强。结合硼-8太阳中微子流强，该结果可用于直接提取太阳核心区域的碳氮元素相对丰度，为标准太阳模型提供独立输入。本报告讲阐述Borexino对CNO太阳中微子的测量工作以及该结果对太阳标准模型的影响。
日本神冈地下实验室的超级神冈实验采用约 1 万 1 千支光电倍增管置于 5 万吨超纯水的中心探测器中，观测由中微子或潜在的质子衰变事例诱发的切伦科夫光。从 1996 年开始取数以来，超级神冈已经运行近30年，取得了发现大气中微子振荡（2015年诺贝尔奖）、确认太阳中微子消失和世界最灵敏的 e+π0/μ+π0 /νK 质子衰变寻找等重大成果。
2020 年起，超级神冈的在纯水中掺入硫酸钆，使得其对中子的标记能力显著增强，提升超新星遗迹中微子的观测效率。我国从 2005 加入超级神冈合作组，围绕中子标记的软硬件研发在大气、太阳和超新星遗迹中微子等方面完成了一系列重要工作。在本次报告中，我将汇报超级神冈最新中微子观测结果，讨论超级神冈正在进行的横跨 MeV 到 GeV 的物理研究。
The precise measurement of solar neutrino flux is essential for the Standard Solar Model (SSM) and neutrino physics. The proton-proton (pp) fusion chain dominates the neutrino production in the Sun, and pp neutrinos contribute roughly 91% of the solar neutrino flux. PandaX-4T, an experiment located in China Jinping underground Laboratory, aims to detect dark matter and astrophysical neutrinos...
Abstract: The current experimental framework does not entirely exclude the possibility of weak-strength non-standard interactions (NSIs) between neutrinos and leptons. These interactions are classified into two types: Neutral Current (NC) and Charged Current (CC). NC NSIs affect neutrino propagation through matter, while CC NSIs are crucial for the production and detection of neutrinos. The...
江门中微子实验（JUNO）正在建设世界最大的液体闪烁体探测器，可开展丰富的物理研究课题。JUNO将在2024年底完成探测器建设，并在2025年正式取数运行。由于其大的靶质量、严格的本底要求，以及极好的能量分辨率，JUNO对于太阳中微子的探测有着很大的潜力。
对于低能区（0.15-0.4 MeV）的pp中微子,$^{14}$C本底分析是关键挑战，正在进行触发模式的研究和$^{14}$C事例鉴别。对于中间能区（0.45-1.6 MeV）的$^{7}$Be,pep和CNO中微子,研究了不同天然放射性水平对探测灵敏度的影响，以及宇生同位素的压低策略；同时开发了CID（Correlated Integrated Directionality）方法，这将极大的改进探测灵敏度。对于高能区（>2 MeV）的$^{8}$B中微子,通过优化FV cut和veto策略，以及TMVA(Tools for...
江门中微子实验（JUNO）位于中国南部（广东省江门市）地下700米，其探测器主体是一个2万吨的液体闪烁体探测器。JUNO的主要物理目标是确定中微子的质量顺序和精确测量中微子振荡参数。此外，巨大的靶体积将使得JUNO 一年内探测到的地球中微子事例数多于目前其他所有实验累积探测到的地球中微子事例数。JUNO对地球中微子的研究将改善我们对地球热量的估算和对地球成分的理解。
本次报告将介绍JUNO地球中微子灵敏度的研究现状，包括地球中微子总信号的测量，U和Th的各自的贡献及Th/U比例，以及观测地幔中微子信号的潜力。JUNO只需要一年的取数时间，其对地球中微子信号的测量精度就可以达到目前世界领先水平。
锦屏中微子实验百吨级中微子探测器正在建设中。氯化锂高盐水基液闪是锦屏中微子探测器设计方案候选的探测介质之一，能够对多个物理目标开展研究。氯化锂探测器含有7.4%的7Li和38%的37Cl，其带电流过程不仅具有较大的截面，而且允许测量单个事例的中微子能量。与单纯使用中微子-电子弹性散射过程的探测器相比，不仅具有更高的单位靶体积事例率，还对太阳中微子能谱中的局部结构更加灵敏。同时，氯化锂探测器中35Cl、6Li和1H核素能够俘获反β衰变反应产生的中子，从而可通过快慢信号符合测量来自地球的反中微子。其中6Li上的中子俘获信号因可见能量较低易被天然放射性本底掩盖，通过水相低本底技术可以极大压低天然放射性本底，使6Li事例的鉴别成为可能。使用...
地球中微子（geo-neutrino）是地球内部天然放射性同位素衰变产生的反电子中微子，主要来自238U、232Th和40K。放射性同位素衰变同时也释放出大量热能，是驱动地球分异、演化和内部运动的主要能量来源之一。衰变过程产生的地球中微子和放射性生热成固定比例；因此，地球中微子通量观测数据可用于限定地球内部放射性生热元素（U、Th、K）的含量和分布，从而为解决地球化学组成、热演化史和圈层相互作用等重大地球科学问题提供新的制约。
锦屏地下实验室位于四川省凉山州，受到欧亚板块与印度板块碰撞的影响，该地区地壳厚度较大（～60km），使得该实验站可能观察到的壳源地球中微子信号在总信号中的比例高于其他中微子实验。因此，锦屏中微子实验测量有较大的潜力，可以应用于检验大陆地壳的地球科学模型。锦屏地处青藏高原（碰撞造山带）和扬子板块（克拉通）之间，这两个截然不同的构造带的地壳成分和演化是否存在...
青藏高原双倍于正常地壳厚度是显著的特征之一，巨厚陆壳的性质和形成机制是前沿的科学问题。地学界已经提出了青藏高原地壳缩短和生长的不同模式，如地壳楔入模式、地壳缩短与加厚模式、新生幔源岩浆注入模式等，但单一的模式都无法完美解释整体地壳加厚。
地壳生长与增厚的过程伴随着物质和能量迁移、转化，现今岩石圈热结构正是其能量作用的结果，同时岩石圈热结构（特别是深部温度）的改变又深刻影响着构造变形，热作扮演着岩石圈物质-能量-构造变形联接纽带的角色。一方面地壳增厚导致高放射性元素总量增加，热流总贡献增加，形成了青藏高原总体高热流背景特征，具体体现在高地表热流和广泛的高温水热活动；另一方面岩石圈增厚导致地幔热流相应减小，冷的如物质卷入岩石圈深部，形成了青藏高原热分布空间分布不均一的特征，表现在垂向上温度非线性增加和平面上热流不均一。
青藏高原高热流区主要集中在雅鲁藏布江缝合带和南北向展布的裂谷带，...
航空大地电磁方法是一种用于探测低频自然源电磁信号的新兴地球物理勘探技术。其优势在于能够快速、高效地获取大范围地下结构信息，并且具备适应复杂地形的能力。该方法已在矿产勘探、地质构造研究和大埋深隧道勘察等领域得到广泛应用。本报告详细介绍了航空大地电磁方法的原理、发展历程、三维正反演技术以及国内外的应用案例，以展现该技术在地球科学领域的最新研究进展。
利用EIGEN6C4重力场模型和地形数据，计算了川滇地区高分辨率（~20km）岩石圈有效弹性厚度模型。结果表明：岩石圈强度（Te）是青藏高原物质东移的显著控制因素，东迁的“物质流”受到鄂尔多斯块体、四川盆地、东构造结等夹持阻挡，极大影响了区域的活动块体构造特征，是造成青藏高原东边界块体构造运动差异显著、地形起伏剧烈的重要原因；岩石圈强度是强震活动的重要控制因素，大地震主要分布在有效弹性厚度变化剧烈或者岩石圈强度很弱的块体边界带；“物质流”主要沿岩石圈强度较弱的地区流出，在青藏高原东北缘，“物质流”主要沿巴颜喀拉块体东北向鄂尔多斯西南方向迁移，而四川盆地北部可能并不存在传统上认为的下地壳流。
地球中微子的探测是江门地下中微子实验站的重要科学目标之一。针对利用全球地质模型计算地球中微子信号精度过低的问题，对江门实验站周围开展了重力、地震等综合地球物理和地球化学勘探、采样，并对岩样进行分析，通过多种数据的联合反演和融合获得精细三维地壳模型用于计算地球中微子通量。
The Pearl River Delta, characterized by its economic vitality and home to major cities like Shenzhen, Guangzhou, Hong Kong, and Macau, also hosts a dense population, which amplifies its vulnerability to natural hazards such as earthquakes and tsunamis. Notably, the region has experienced significant seismic events, including a 5.7 magnitude earthquake in Dangan Island in June 1874, a 7.2...
