超高能宇宙线质子在宇宙空间中的平均自由程

本文根据原子核物理学,粒子物理学和大爆炸宇宙论研究超高能宇宙线质子在宇宙空间中的平均自由程和宇宙线从产生处到达地球经历的平均温度.研究结果表明:仅当产生的宇宙线是单一能量时,在E=2.0×1020eV附近才会有宇宙线能谱的截断;但是,产生宇宙线的能量有一分布,因此,这个截断问题还值得研究.     

近年来我国的宇宙线物理研究

宇宙线发现已经有80年了,它是来自地球之外的各种高能射线。宇宙线研究是粒子物理和天体物理的交叉学科,在没有加速器的时代,粒子物理实验就用宇审线作为高能粒子源。有了加速器之后,在高于加速器达到能区的实验还得在宇宙线中进行。由于我国长期没有高能加速器,因而当时在国内只能进行宇宙线超高能物理实验。不过,     

K介子多重产生反应道开放的证据

自1911年,L.卢瑟福首创研究物质结构的撞击方法以后,1931年他的学生J.D.科克罗夫特和E.T.S.沃尔顿用倍压线路又制造出世界上第一台加速器。由于这一开拓性工作的完成,为以后50多年粒子物理学的发展铺平了道路。 人们在不断提高加速器能量的过程中,曾用能量为175—340Mev的质子打击铍或碳,以研究所出现的γ辐射现象。此实验发现在能量为175Mev附近,有较弱的γ射线出现,其能量分布和强度都与质子的轫致辐射一致。因而被解释为质子的轫致辐射。但是当质子能量达到340Mev时,产生的γ射线强度约增加100倍!后来被解释为反应     

追踪宇宙“信使”冲击世纪谜题——高海拔宇宙线观测站简介

 宇宙线的研究具有悠久的历史,取得了许多划时代的发现性成果。但是人类对宇宙线的起源、加速和传播等问题仍存在诸多疑惑。大型高海拔空气簇射观测站（LHAASO）独具高海拔和大规模优势,计划利用多种探测手段开展联合观测,大幅提升对伽马和宇宙线粒子的鉴别能力。LHAASO有望获得史上最高的伽玛探测灵敏度,并在很宽的能量范围内精确测量宇宙线能谱,为宇宙线物理、高能天体物理、宇宙学和新物理学规律研究做出贡献。介绍了LHAASO的探测器结构、性能优势和科学目标。     

反西格马负超子（Σ-）的发现前后

 因高能加速器建设滞后，中国粒子物理学科在发展早期只能开展理论研究、宇宙线观测或通过国际合作开展高能实验研究。多国合作的杜布纳联合原子核研究所的成立为中国高能物理发展创造了良机，反西格马负超子的发现更是中国物理学史上浓墨重彩的一笔。中国学者在杜布纳的系列科学成就，为此后中国亚原子物理发展奠定了重要的知识基础与人才基础。     

反西格马负超子（Σ-）的发现前后

 因高能加速器建设滞后，中国粒子物理学科在发展早期只能开展理论研究、宇宙线观测或通过国际合作开展高能实验研究。多国合作的杜布纳联合原子核研究所的成立为中国高能物理发展创造了良机，反西格马负超子的发现更是中国物理学史上浓墨重彩的一笔。中国学者在杜布纳的系列科学成就，为此后中国亚原子物理发展奠定了重要的知识基础与人才基础。     

发现的引擎：一个世纪以来粒子加速器的发展

加速器物理学领域非常活跃，发达国家与发展中国家每年都在粒子物理学研究上花费几十亿美元。它是一门纯科学，不仅对于理解粒子物理，而且对于理解天文学和宇宙学具有重要的意义。本书第一次按年代记载了粒子加速器的发展，从静电加速器、线性加速器及回旋加速器的发明直到当今的电子对撞机，它还涉及了以医学为目的以及在工业应用中利用加速器作为x射线源的许多应用。作者指出了推动应用物理与工程领域进步的决定性发现，介绍了做出这些发现的人们，了解了他们使用的方法。粒子加速器利用了当代最先进技术的每一个方面，并且将其发挥到极致，同时它本身也对这些技术作出了贡献。这完全是一个传奇，就象人类在一个世纪之前掌握运输与通讯技术一样引人入胜。     

宇宙线粒子产生电磁簇射的进一步实验研究

在海拔1905m的昆明市区,用有效体积为45×45×14cm~3的多板云室,进一步测量了宇宙线贯穿粒子的电磁簇射几率,次级簇射电子的能量范围为0.4～2Gev以下。获得4259个有用事例,得到宇宙线粒子在1.25cm厚的铅层中产生电磁簇射的平均几率是(5.02±0.35)×10~(-3)。大于由理论和加速器数据推出的电磁簇射几率,支持了宇宙线中含有未知成份的想法。     

大科学装置与高能宇宙线起源的探索

大科学装置已经成为全球创新系统中具有支撑作用的框架结构,对中国作为一个国家和宇宙线物理作为一个研究领域来说也是一样的.在其一百年发展史中,传统的宇宙线研究并非完全以大科学装置为依托.20世纪80年代以后,为了探索宇宙中微子和极高能宇宙线粒子,那必不可少的巨大中微子灵敏体积和至少上千平方公里的极高能宇宙线探测面积才给这个古老的学科设定了新的标准,而随之提出的几个大科学装置相继建成并在近几十年的宇宙线研究的辉煌成就中占据了核心地位,尤其在甚高能伽马射线天文学.在过去的20年内,中国为发展巡天普查伽马射线源的广延空气簇射技术做出了巨大的努力,成功地运行了ASγ和ARGO-YBJ两个高海拔国际宇宙线实验.现在,我们提出独具特色的高海拔空气簇射测量装置LHAASO的建设计划,建设面积达一平方公里的复合探测器阵列,以多种探测手段的有机组合寻求发现高能宇宙线起源,挑战新世纪里未解之科学难题.凭借其30 TeV以上最高的探测灵敏度,LHAASO将成为整个宇宙线研究领域的支柱项目之一.     

加速器:打开微观世界大门的钥匙

<正>微观物理学研究的对象越小,加速器使用规模却越大,加速器对探索用的"炮弹"提供的能量每提高一步,人们对物质结构的认识就能深入一个层次。人们研究物质内部结构的主要方法是用一些高速运动的粒子作为"炮弹"去轰击被研究的物质,通过对相互作用过程的探测和分析来揭露它们的内部结构、性质及特点。可以说,人类认识微观世界的历史,就是实验手段发展的历史,     

反质子的探索

作者用高能加速器实验和宇宙线实验总结出来的规律计算了宇宙空间中次级反质子的流强与质子流强之比。把计算结果与实验数据比较,发现1.在E>1.3GeV能区,原初反物质不可能存在;2.在1.1GeV<E<1.3GeV能区,宇宙空间中很可能存在反物质。     

宇宙线研究相关的伽马射线天文（英文）

宇宙线是星际介质中最重要的成分之一，然而其起源至今成谜。宇宙线在星际湍动磁场中的扩散在很大程度上抹去了宇宙线加速源的分布信息。而宇宙线扩散过程的能量相关性又改变了宇宙线的初始能谱。因此，伽马射线，作为宇宙线与星际介质中气体和光子相互作用产生的次级产物，能提供更多的关于宇宙线起源的信息。更具体的，与气体分布成协的弥散伽马射线可用来研究宇宙线的分布，而离散的伽马射线源能用来研究单独的宇宙线加速源。本文介绍了该领域的现状和未来前景。     

狭义相对论在超光速情况下的推广

一九六二年以来,国内外对超光速理论都作了不少研究工作,另外,在基本粒子的研究中,有“无限分量场”和“对偶模型”理论,也都间接地涉及到了超光速粒子问题.而汤川秀树等甚至认为原子核中的π介子,主要的都在作超光速运动.过去;许多实验工作者,曾通过各种不同途径寻找超光速粒子,而都未找到.但一九七三年澳大利亚的物理工作者却报告说,他们在次级宇宙线中发现了超光速粒子.虽然这一报告还要经过认真检查才能作出肯定结论,但超光速毕竟是现代物理学中为人们所越来越关心和重视的问题了.     

LHAASO实验中宇宙线次级粒子特性的模拟研究

高海拔宇宙线观测站(LHAASO)位于四川稻城海子山,海拔约4400 m,该实验采用多种手段,对进入大气层的宇宙线粒子进行精确的复合测量.高海拔区域,雷暴天气频繁,广延大气簇射中宇宙线次级粒子的数目、方向和能量都会受到雷暴电场的影响.本文利用Monte Carlo方法,模拟了宇宙线原初粒子进入大气层后的广延大气簇射过程,研究了次级粒子中光子、电子、μ子的纵向分布、横向分布和能量分布.结果表明,在LHAASO探测面,电子的数目比μ子多2～3倍、μ子横向分布范围比电子宽广、μ子的能量比电子大.若在雷暴期间,大气电场对电子(质量小、数目多)的影响将会更加明显.本工作对研究雷暴电场加速宇宙线次级带电粒子的物理机制具有重要意义,同时为理解地面实验的观测现象提供有用信息.     

宇宙线日周期变化研究

到达地球的宇宙线强度可能存在着日周期变化,研究宇宙线恒星日和太阳日周期变化对解决宇宙线起源、传播以及调制等这些基本问题有重要意义.首先对仿真信号进行周期分析处理,给出利用周期折叠分析法要区分宇宙线中可能的太阳日和恒星日周期信号,需要至少7.6年的宇宙线数据.然后利用羊八井Tibet ASγ阵列1994—2003年间记录的宇宙线触发率数据,气象修正后,将小波变换与折叠周期分析方法相结合,对10TeV宇宙线太阳日和恒星日周期变化情况进行分析研究,发现了宇宙线中的1.0d(太阳日)周期,其信噪比为46.3,变化幅度约为0.48%,最大值处的相位约为0.82(19.7h),没有发现0.997d(恒星日)周期.     

超导体和超流体理论的开创性贡献--2003年度诺贝尔物理学奖及其获得者评述

评述了2003年度诺贝尔物理学奖及其获得者.2003年度诺贝尔物理学奖授予3位独立从事超导体研究的科学家,以表彰他们在量子物理学领域对超导体和超流体理论上做出的开创性贡献.超导电性和超流动性是在极端低温状态下发生的2种现象.目前,超导体材料被广泛应用于医学诊断的核磁共振成像和粒子加速器等领域,而超流体则让人们更深入地了解物质在低温状态下的表现形式.     

500 AMeV ~(56)Fe-Em作用中的间歇行为研究

随着加速器能量的提高,间歇现象的研究在粒子物理学界产生了很大的影响.最初人们对间歇现象的研究主要集中在相对论性产生粒子,很少研究靶核碎裂的间歇行为.近年来,人们发现在高能核核作用中的慢粒子中也存在这种间歇现象.本文对500 AGeV 56Fe-Em作用产生的慢粒子标度阶乘矩分布进行研究,得出500 AMeV 56Fe-AgBr作用靶核蒸发碎片不存在间歇行为.     

宇宙线较长周期变化研究

利用羊八井ASγ阵列实验数据分析宇宙线的较长周期变化.收集整理Tibet ASγ阵列1994～2003年间记录的宇宙线触发率数据和气象数据,发现这段时间的宇宙线触发率存在明显的年周期变化,气压、室内温度、室外温度与宇宙线触发率有着相似的年变化,存在较强关联;对宇宙线触发率进行多元气象参量修正,修正后的宇宙线触发率不再有明显的年变化;利用小波分析和数学统计方法分析气象修正后的宇宙线触发率,没有发现确定的几日周期.统计结果显示：宇宙线周期变化中4日周期和6日周期较多,其次是5日7、日和8日周期.     

简论观察之演化与物理学革命

亚里士多德的物理学理论满足日常的观察经验,人们在很长的时间里接受了其学说;伽利略在1609年把望远镜指向了天空,发现的新现象导致了对亚里士多德物理学体系的颠覆,催生了牛顿物理学体系的诞生;20世纪以来,当物理学研究的对象变为无法直接看见的物体时,只能借助于理论模型来研究自然,随着研究的深入,很可能孕育出更伟大的发现。从肉眼观察到工具观察,从观察自然到观察实验,从被动等待到主动捕捉,观察的变化,是每一次物理学革命的导火索。     

气球宇宙线核同位素观测实验

1 引言宇宙线天体物理研究来自宇宙深处的高能粒子,初级宇宙线核成分观测是其中的一个重要课题.初级核成分的观测之所以重要,是因为宇宙线源通过核反应产生大量重核,而在向外传播过程中要与星际物质碰撞产生各种轻核(Li,Be,B 等),测定地球附近的宇宙线核成分,可以帮助人们弄清宇宙线在银河系中的传播机制,弄清宇宙线源内部的核成分和产生机制.芝加哥大学在这一研究领域目前处于领先地位,HEIDI(High Energy Isotope