高能物理中心陈少敏教授团队在《应用科学》(Applied Sciences)发表文章，首次提出将液体闪烁体探测器用于地质结构内部的层析成像。对于高度在1000米及以下的山体和在半年的取数时间，该探测器能够识别出山体内部的几百米尺度上的密度变化超过25%（≤2.1 $\mathrm{g/cm}^3$或≥3.5 $\mathrm{g/cm}^3$，相对于参考密度2.8 $\mathrm{g/cm}^3$）的区域的位置。常见的与岩石密度相差较大的物质如空气(0 $\mathrm{g/cm}^3$),水(1 $\mathrm{g/cm}^3$)，辉铜矿(5.5 $\mathrm{g/cm}^3$)等都在其密度探测灵敏范围内，因此该探测器在地质勘探领域具有广泛的应用前景。

缪子地质层析成像（Muon Geotomography）通过测量宇宙线缪子在地质结构内的通量衰减，来反推其内部的密度分布，从而给出密度变化区域的位置。该位置信息能够指导后续的地质勘探工作（如钻探）。

相较于传统的用于缪子成像的探测器（如塑料闪烁体，气体径迹探测器等），该探测器具有如下优势：

1. 对于4π立体角有均匀的探测效率和方向分辨率
2. 能够利用缪子在探测器中沉积的能量信息来大幅压低本底（如天然放射性衰变）
3. 探测器体积和靶质量大，缩短了取数时间

同行评议过程中，五位审稿人全部同意文章的发表。本文是中心发表的文章中，首次把评审意见与回复同时刊登的文章（《自然》杂志于2020年2月起采用这种刊登方式）。

本文第一作者为高能物理中心博士研究生张彬，通讯作者为高能物理中心陈少敏教授。该研究得到了国家自然科学基金和粒子技术与辐射成像教育部重点实验室的支持。