超高能γ-线与高能μ-子及Centauros事例

最近实验发观来自宇宙的超高能(E_γ>10~(15)eV)γ-线有两方面特别重要:①已与十多个高能天体相对应(见Nature,315(1985)205),其中银河系内7个:CygX-3、VelaX-1、CirX-1、ScoX-1、CenX-3、GX301-2、GX304-1,大麦哲仑云中4个和小麦哲仑之中1     

对希格斯粒子衰变到4μ事例的探测

用事例产生器产生了１６．０、４０．０和２００ＴｅＶ的Ｐ－Ｐ对撞反应事例．把以上事例引进探测器装置，研究了事例中所产生的希格斯粒子衰变成４μ事例时μ子在探测器中的行为以及这类装置对信号μ子探测的有效性，还讨论了用运动学的方法排除本底μ子的可能性．     

超高能γ点源探究的新进展及羊八井实验的最新结果

1983年,西德kiel大学根据他们阵列多年数据分析,认为Cygx—3方向有能量为2×10~(15)～10~(16)ev的超高能(UHE)γ辐射,同年得到Leeds实验组的证实;澳大利亚的Adelaide大学次年又在南天探测到Velax—1的能量为10~(15)ev的超高能γ射线。这样在全球宇宙线界掀起了探测γ射线源的热潮。于是中日学者为此专门在羊八井建立了一个观测站。在北半球最佳观测星体为Cygx—3,Herx—1的Clab Nebula等星体,由于羊八井的显著的地理优势,本文所报道的实验结果将引人注目。文章除详细地介绍世界各阵列探究γ点源的最新进展外,首次在国内公开报道羊八井观测站的几个最新结果。     

π~+介子輻射衰变分枝比

一、引言費曼—盖尔曼和夏馬克森德香所提出的費米子之間普适弱作用理論应用于β衰变等弱作用现象得到很好的結果。中国科学院原子能所的同志利用費曼—盖尔曼等人提出的費米子普适弱作用哈密頓量密度及沙拉姆所提出的强相互作用哈密頓量密度,用截断方法来处理真空极化带来的无穷大,所算出K~+介子衰变的分枝比和实驗結果符合得不錯。本文中应用同样的方法来計算π~+介子的輻射衰变。π~+→e~++v+γ(1) π~+→μ~++v (2) 的分枝比。我們的結果是W_γ:W_μ=1.23×10~(-5)。目前实驗結果是W_γ:W_μ(?)10~(-4)。后来,我們发现用这种截断方法算出来的結果和利用规范不变性算出来的結果是一样的。考     

双荷电类矢量轻子的衰变

标准模型单态标量粒子Φ是Higgs Portal标量模型的重要组成部分,可与Higgs耦合.Higgs的发现有助于单态标量粒子Φ的研究.增加满足标准模型规范对称性并能和Φ耦合的双荷电类矢量轻子,有助于Φ在LHC或者未来的环形对撞机上的探测.本文在标准模型中加入了一个标准模型单态标量粒子和一个双荷电类矢量轻子二重态,研究了这些双荷电类矢量轻子的衰变.结果表明:双荷电类矢量轻子二重态只与e_R耦合时,这些衰变过程D~-→e~-+h~0(Z~0),Δ~(--)→e~-+W~-和Δ_L~(--)→W~-D_L~(*-)→W~-e_R~-h~0可以发生,其中,D~-→e~-h~0衰变占主要地位.由于D~-和Δ~(--)质量劈裂很小,所以D~-→Δ~-W~+衰变是运动学禁戒的.     

用于16.7 MeV脉冲高能γ探测的散射吸收方法研究

理论分析计算的基础上，提出了基于康普顿效应的散射吸收探测方法，该方法能实现高低能γ灵敏度比值达106～108，且对高能γ灵敏度较大，为10-21～10-16 C·cm2，其性能指标在一定程度上优于目前使用的基于磁分析器与Cherenkov探测器的高能γ探测方法指标。     

超高能γ族的分析与讨论

本文对用高山乳胶室研究超高能γ族事例的实验结果及模拟计算作了评论,介绍了观测到的新现象,指出了一些值得探讨的课题。     

规范玻色子Z′与味改变μ→3e过程

TC2 (topcolor- assisted technicolor)理论在提供动力学破缺机制的同时 ,产生了足够重的顶夸克质量 ,克服了传统人工色理论的缺点 ,是目前人们比较感兴趣的一类新物理模型。此类模型预言了一个色单态规范玻色子 Z′的存在。此规范玻色子的存在可视为 TC2理论的主要特征之一。在标准模型中 ,轻子味改变过程的衰变几率非常小 ,且最近的高能实验亦给出了强烈限制。比如μ轻子味改变衰变过程μ→ 3e,μ→ eγ以及μ→ eγγ的实验要求其分支比为 :Br(μ→ 3e) 1 0 -12 ,Br(μ→ eγ) 4.9× 1 0 -11,Br(μ→ eγγ) 1 0 -10。显然这些最新…     

结构模型中(1/2)~+重子的轻子型弱相互作用

本文从基本粒子的结构模型出发,讨论了(1/2)~+重子的轻子型弱相互作用。按照结构模型的观点,(1/2)~+重子是由三个基础粒子构成的,重子的轻子型弱相互作用(包括轻子衰变、μ俘获和中微子反应。)是组成重子的基础粒子弱相互作用的结果,即构成重子的某一个基础粒子和轻手相互作用转化成另一个基础粒子,在作用过程中另外两个基础粒子不     

毫秒脉冲星的高能辐射

 根据自恰毫秒脉冲星磁层外隙模型讨论毫秒脉冲星的高能辐射机制.其中X射线由2个热成分和1个幂律成分组成,γ射线由外隙粒子同步-曲率辐射产生.在此基础上,理论计算了11颗X射线波段及其他39颗在射电波段观测到的毫秒脉冲星,所得理论与观测符合较好,表明该模型能较好地解释毫秒脉冲星的高能辐射机制.     

高能中微子天文观测进展

高能宇宙线在宇宙加速器中的产生和在宇宙空间的传播通常会伴随高能中微子的产生.高能中微子天文学是了解高能天体物理现象的独特的窗口.最近,位于南极的立方公里级的中微子探测器IceCube探测到了一批高能(Te V)事例,在5.7σ的置信度之上排除了大气背景的起源.这是人类第一次探测到的来自地外的高能中微子事例,开启了人类探索宇宙的一个新的窗口,标志着高能中微子天文学的诞生.本文简要介绍了高能中微子的探测历史,高能中微子探测器(特别是IceCube)的探测原理及现状,IceCube中微子探测结果,中微子起源的理论探讨以及高能中微子天文的未来展望.     

么正对称性理论中的流-流耦合弱相互作用

一、引言 近年来,利用么正对称性理论讨论基本粒子强相互作用的工作取得了很大的进展。这个理论也已被用到弱相互作用领域中来。Cabibbo假定了强相互作用粒子的弱流属于SU_3群的八维表示,并应用了所谓“单位长度”的假设较好地解释了轻子衰变问题。他的工作不仅统一地解释了介子和超子的轻子衰变几率,而且给出了对β衰变的矢量耦合常数(G_v)与μ衰变常数(G_μ)之间微小差异的满意解释。一系列作者应用八重态理论讨论了非轻子衰变问题,在某些假定之下,他们都得到了一个三角形关系(Lee氏三角形)。最近的实验表明,这一关系与实验符合得相当好。但所有这些工作实际上都只是考虑了有效的Yukawa型的非轻子弱相互作用,因而无法与轻子过程相联系。反之,若由Cabibbo所给出的流来计算非轻子衰变,所得几率至少比实验小一个数量级。(同时,由于Cabibbo理论中没有△S=-△Q的流,过程∑~+→n+π~+应通过复杂的强相互作用重正化效应而进行,不能直接作唯象处理。)     

CP宇称不守恒的规范模型

在SU(2)×U(1)模型的基础上,本文构造了一个包括5种夸克和5种轻子的弱电规范模型,它能具有弱作用唯象学的一些基本特性,把CP宇称不守恒效应归结于包含新夸克的带电弱流和带电规范介子(W~±)间的相互作用,并能初步解释重轻子τ的衰变.     

TC2模型中Top-pion介子在ILC上的产生

在顶色辅助的人工色(TC2)模型框架下,研究了中性top-pion介子∏0t和带电top-pion介子∏t-的联合产生过程e+e-→W+∏t0∏t-.研究结果表明在TC2模型合理的参数空间内,其产生截面可达到10 fb的量级,并且产生截面随质心能量的升高而增大,在未来的高能直线对撞机上可产生足够多的事例.另外,味改变耦合∏t0t-c的存在,使得实验能通过背景非常干净的衰变道∏t0→t-c来探测∏t0.因此通过此过程可在将来的高能直线对撞机实验中探测到top-pion介子的明显信号.     

用双晶γ谱仪研究正负电子对的近阈产生

用活度仅为2.7μCi的~(60)Co弱γ源代替强源,测量了~(60)Co源γ光子在Al、Zn、Sn、Pb四种物质中电子对产生近阈截面。验证了在近阈条件下,对产生截面满足σ=(Z~2 αZ~4)σ_0关系式,求得对~(60)Co γ光子α=(1.62±0.30)×10~(-4),并用与~(22)Na源对比测量方法求得四种物质对产生的绝对截面值。测量结果与国外用~(60)Co强源的测量值在测量误差范围内是一致的,并达到同等水平的测量精度。     

R宇称破缺的超对称模型中的τ^-→μ^-π^0（η,η′）衰变研究

τ-→μ-π0(η,η′)衰变可用来探测超出标准模型的具有轻子味破缺的新物理.在R宇称破缺的超对称(RPV SUSY)模型下对这些衰变的树图阶过程作了研究,结果表明这些衰变对该模型的轻子味破缺耦合参数很敏感,分支比可提高到目前的实验限.我们还得到了实验对RPV SUSY模型耦合参数的限制.     

Unparticle引起的轻子味破坏衰变

在Unparticle物理模型下讨论了轻子味破坏(LFV)衰变τ-→l-(V0,P0)(其中l=e,μ,V0(P0)代表中性矢量介子和赝标介子).首先提出了Unparticle物理与标准模型粒子有效相互作用模型,然后详细计算了τ-→l-(V0,P0)的衰变宽度和分支比,系统分析了所有相关实验对耦合常数限制,并给出了适当的参数空间.结果表明:在确定参数空间内,τ→lP0衰变模式具有很小的分支比,在实验上无法观测到;而在许多参数与空间内,τ→lV0衰变模式的分支比具有量级O(10-10～10-8),这在将来的LHC和超B工厂是可以观测的.     

高能炸药的X射线及γ射线探测安全性研究

为解决X射线、γ射线探测技术在高能炸药属性、状态特征测量中的应用安全性疑虑,提高检测速度,采用了常用工程应用数学指标,分别从单个高能炸药分子与光子的作用几率和高能炸药对光子能量的吸收角度,得到了采用X射线、γ射线探测高能炸药属性、状态特征时的辐照强度阈值. 研究结果表明,目前工业常用的辐射探测方法可以安全地应用于高能炸药,且在确保量级不大于104 W/m2时,可安全地进一步提高高能炸药的辐照强度.      

R宇称破缺的超对称模型中的τ-→μ-π0(η,η'')衰变研究

τ-→μ-π0(η,η')衰变可用来探测超出标准模型的具有轻子味破缺的新物理.在R宇称破缺的超对称(RPV SUSY)模型下对这些衰变的树图阶过程作了研究,结果表明这些衰变对该模型的轻子味破缺耦合参数很敏感,分支比可提高到目前的实验限.我们还得到了实验对RPV SUSY模型耦合参数的限制.     

单晶体多电极读出高纯锗探测器76Ge的0νββ甄别研究

⁷⁶Ge的无中微子双贝塔(0νββ)衰变探测实验中本底抑制十分关键,单电子(本底事例)和双电子(0νββ事例)事例甄别因其信号特征区分度极小而十分具有挑战性.本文针对单晶体多电极读出的高纯锗探测器建立了波形模拟研究方法,对双面交叉条型多电极高纯锗探测器的位置分辨能力进行了研究.同时通过搭建light GBM模型,对多电极高纯锗探测器各个电极所收集的模拟波形进行分类训练.结果表明,该结构的多电极高纯锗探测器在电极分布方向具有良好的位置敏感特性,同时可以通过两端电极过中时间差确定粒子作用深度.基于所搭建的light GBM模型对0νββ双电子事例的识别效果为68.4%.经验证,所训练light GBM模型在保证0νββ信号事例没有被明显抑制的基础上,对本底中68Ge和60Co抑制效果相对显著,甄别前后分别可以被抑制3.33倍和2.66倍.结果表明,单晶体多电极读出的高纯锗探测器对于⁷⁶Ge的0νββ衰变探测的应用具备可行性,为将来在中国锦屏地下实验室对⁷⁶Ge的0νββ衰变实现event-by-event搜寻提供了重要参考.