60年后，太阳终于来了

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六十年来，太阳对中微子物理的贡献远大于中微子物理对太阳的贡献：太阳中微子确立了中微子振荡现象，而非用于探测太阳本身。这一局面正在改变。反应堆反中微子已将控制太阳中微子味转换的振荡参数精确到如此程度，以至于传播相关的不确定性变得可以忽略——这关闭了两个深渊中的第一个。太阳中微子终于可以被用来研究太阳。然而，第二个深渊依然存在：当今太阳中微子探测的精度比标准太阳模型对主导的pp通量（>90%）的预测精度低一个数量级——这一差距是任何反应堆实验都无法弥补的。内在的¹⁴C本底将pp区域隔离；只有新的探测技术才能突破这一障碍。跨越这第二个深渊需要一场革命，而非渐进改进。结合日震学对太阳力学结构的互补解读，对核源项的精确中微子测量将能够实现对太阳内部的多信使日震层析成像——同时从两个侧面解读我们的恒星。太阳发现的新时代可能随之而来，但有一个条件：该领域必须建造足以胜任这一任务的仪器。

英文摘要

For sixty years, the Sun served neutrino physics more than the reverse: its neutrinos established oscillations rather than probing the star itself. That is now changing. Reactor antineutrinos have pinned down the oscillation parameters governing solar-neutrino flavour conversion so precisely that the propagation-related uncertainty is becoming negligible -- closing the first of two abysses. Solar neutrinos can, at last, be turned on the Sun. Yet a second abyss remains: today's solar-neutrino detection falls an order of magnitude short of the precision the Standard Solar Model already predicts for the dominant pp flux ($>\,$90$\%$) -- a gap no reactor experiment can close. The intrinsic $^{14}\mathrm{C}$ background walls off the pp region; only new detection techniques can breach it. Bridging this second abyss demands a revolution, not an increment. Combined with helioseismology's complementary reading of the Sun's mechanical structure, precision neutrino measurements of the nuclear source terms would enable a multi-messenger heliotomography of the solar interior -- reading our star from both sides at once. A new age of solar discoveries may follow, on one condition: that the field builds the instruments equal to the task.

发表机构

• IJCLab, CNRS, Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学国家科学研究中心实验室）
• LNCA, CNRS-EDF, Chooz Nuclear Reactor（舒兹核电站法国电力公司-国家科学研究中心联合核物理与化学分析实验室）
• Department of Physics, Engineering Physics & Astronomy, Queen's University（女王大学物理、工程物理与天文学系）
• INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究院帕多瓦分部）
• Department of Physics and Astronomy, University of Sussex（萨塞克斯大学物理与天文学系）
• Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利群岛天体物理学研究所）
• Departamento de Astrofísica, Facultad de Física, Universidad de La Laguna（拉各纳大学物理学院天体物理学系）
• Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas（能源、环境与技术中心）
• Departamento de Física, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro（里约热内卢天主教大学物理系）
• Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)（空间科学研究所（高等科学研究委员会））
• Consejo Superior de Investigaciones Científicas（高等科学研究委员会）
• SUBATECH, CNRS, IMT Atlantique, Université de Nantes（南特大学大西洋高等理工学院国家科学研究中心亚原子物理与技术实验室）

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