探测低能量太阳中微子的低温两相电子泡探测器

提出并设计了一种新型的低温两相中微子探测器, 它利用电子泡在液氦池中特殊的传输特性, 实时、高效地测量了来自太阳质子-质子反应产生的低能量中微子. 该电子泡探测器的工作原理类似于时间投影室, 当入射中微子进入到探测介质液氦池中后, 与氦原子发生作用, 会激发弹性散射电子, 通过测量这些散射电子的能量及轨迹并与放射性背景信号分开, 就可以反推出入射中微子的能量和其他性质. 由于散射电子的信号很弱, 因此使用位于液面上方饱和蒸汽区的气体电子倍增器放大电子信号. 这种技术的突出优点是具有极高的空间分辨率和很好地抑制电离信号反馈的功能. 基于气体电子倍增器读取电信号和高精度CCD相机以进行探测光信号的新型时间投影室的研究, 目的是建造一个三维的空间分辨率为几个毫米量级的大型液氦低温探测器, 以探测能量低至100~200 keV的太阳中微子.     

世界上第一个中微子实验室

中微子同物质的作用极其微弱,它有很强的穿透能力。从事中微子的研究可以利用它的这个性质。反应堆是中微子的巨大源泉。中微子能自由自在地通过反应堆屏障,向人们报告反应堆芯内部反应的过程。我们研究的目的有两个:第一,研究中微子数量和反应堆功率之间的直接耦合;第二,根据中微子的能量判断一些元素(如铀)在反应堆内部的反应强度,另一些元素(如钚)积蓄的数量。科学家认为,研究中微子应该制造精密的仪器,用远离反应堆、置于厚厚的混凝墙后面的仪器,就可以“看见”其内部特殊的“中微子光”。因此,产生了在罗文核电站建立专门的中微子     

“失踪的”太阳中微子之谜

50年前,H. Bethe首次提出了核反应提供太阳和其他星球辐射的能量的理论。但至今有关“失踪的”太阳中微子仍然是一个谜。新近,Bethe发展了由两位苏联物理学家提出的一种新概念:当中微子通过太阳体时由一种类型转变为另一种类型,从而为解这个谜开辟了新的途径。Bethe提出,氢核聚变成氦是太阳和其他较冷星球中产生能量的基本反应。此理论正好符合于观测结果,但有一个问题除外:即在此种核反应中应放出中微子,而地球应沐浴在这种太阳中微子流之中。R. Davis在南达科他州Homestake金矿中探测     

爱滋病病毒的解剖

封二、三、底向我们展示了爱滋病病毒的剖析图。科学家对病毒的结构进行了研究,了解了它对人体细胞的破坏机理。封二图1上是从细胞上开始发育的病毒,图1下是侵入细胞的病毒;图2是两组(上、下)     

回到创世之初

这些元素都是从哪里来的?这是科学家希望找到的答案。我们知道太阳像一座制造氢和氦的巨大工厂它。用质子和电子创造了这种2元素,其电子在内部以近乎光速运行。氢和氦是周期表上最轻的元素原,子序数分别为1和。2在这个核聚变反应中释,放出大量能量———大到太阳的能量可以传到     

银河宇宙线带电粒子

引言银河宇宙线带电粒子是在星体演化过程中产生的,携带着星体内部核合成过程的重要信息。初级宇宙线的核成份包括从氢至少到铀的全部元素,其中氢核约占93%,氦核约占6%,其他原子核约占1%左右。图1比较了银河宇宙线和太阳系元素的相对丰度。     

中微子:20世纪科学的重大发现

日本东京大学科学家利用废弃的矿坑建成地下水槽，在水槽中装满5吨水。他们利用这个巨大装置观测大气中的中投子，历时两年多，观测到的中微子数量比理论值少得多。这是由于中微子通过大气层和地球时，大量μ中做手转变为难以探测的，中做子，这种震荡现象，说明中微子具有静止质量。1998年来自25个国家的350多名科学家目睹了实验过程，证明中微子的确具有停止质量。这一结论轰动了全世界，它是人类认识中微子的新里程碑，它对粒子物理学和宇宙标准理论将产生深刻影响，我国两院院士评出这是1998年全世界十大科技新闻之一。中做子，作为20世…     

中微子具有质量的新证据

大爆炸留下的和恒星内核聚变反应生成的中微子是宇宙间最多却也是非常难发现的一种工原子微粒。这种微粒通常被认为是没有质量，也很少与别的粒子起反应。去年，研究人员用洛斯阿拉莫斯国立实验室液态闪烁体中微子探测器记录下的实验资料表明．中微子实际上是有质量的，尽管质量非常之小。目前．研究人员已经获得了增强这一认识的新证据。由于中微子构成了宇宙间粒子的绝大部分．因此，这一发现对于搞清宇宙的成分及其演化具有特别重要的意义。根据粒子物理学的标准模型，中微子有三种：电子中微子，μ子中微子和τ子中微子。每一种中微子还…     

有没有固态氦

在元素中,氦是非常特别的。它的原子量仅次于氢,是第二个最轻的元素。在宇宙间,它的丰度也仅次于氢,是第二个数量最多的元素;一般恒星的能源都是来自氢聚变为氦。但是,在地球上它却是一种稀有气体,在大气中的含量仅占0.0005％强。只有某些油气田产出的天然气中氦的含量多些,可以占7.6％。然而最叫人惊奇的还是     

让“超流体”走近生活

在茫茫宇宙中,位于元素周期表上第二位的氦,其丰度仅在氢之下,而高于其他所有元素。不过地球上例外,氦的含量比较少,它属于化学性质不活泼的惰性气体行列。近一个世纪以来,由于科学的进步和发展,氦元素的许多奇妙性质突显出来,使科学家大开眼界,同时使处在科研前沿的氦元素,成为最受人关注的研究课题之一。     

小鬼计划--捕捉中微子

中微子是形成我们世界的基本粒子之一,在宇宙中,中微子数量庞大且无所不在,即使现在,也就是你阅读这篇文章的时候,在你的一个手指头上,大约每秒钟就有10~(20)个中微子正穿过,只是你感觉不到而已,因为大多数中微子什么也不干,仅仅是通过你的身体,科学家因此也就把它们称为“小鬼”。中微子连地球都能穿透,如何捕捉这些“小鬼”呢?这是有史以来科学家所面对的最大挑战之一。     

回到创世之初

这些元素都是从哪里来的?这是科学家希望找到的答案.我们知道太阳像一座制造氢和氦和巨大工厂.     

两度辉煌的中微子

1995年诺贝尔物理学奖金一分为二:一半授予美国斯坦福大学的马丁·佩尔(Martin L.Perl),奖励他探测到了τ轻子;一半授予美国加州大学欧文分校的弗雷德里克·莱因斯(Frederick Reines),奖励他探测到了中微子.自然界的这两种亚原子粒子的实验发现均获诺贝尔奖,无疑是引人注目的.其中关于中微子探测实验的获奖,尤其令人称道.这有两个缘故:其一,诺贝尔物理学奖自1901年开始颁发以来,没有一个研究项目像中微子实验项目这样两次获奖(美国物理学家莱德曼、施瓦茨和斯坦博格因发现μ子型中微子而荣获1988年诺贝尔物理学奖);其二,没有一个诺贝尔物理学奖获得者像赖因斯这样事隔42年后才获奖.这两点,至少在诺贝尔物理学奖颁奖史上都创造了纪录．     

新发现太阳中微子与太阳黑子有联系

太阳中微子出现率降低之际太阳黑子数增加,而太阳黑子消失之时中微子出现率正好增长,这是为什么?     

宇宙中的氦

氦(He)是一个重要的化学元素。在元素周期表上,氢独占鳌头,氦名列第二。在广袤无垠的宇宙空间,它的含量也仅次于氢。它们合在一起占已观测到宇宙全部质量的98%以上,而其他上百种元素总共还不到2%。在恒星内部的热核反应中氦扮演一名主角。它对天体演化具有举足轻重的作用,对于这样一     

时间旅行将成为可能

据国外媒体报道,古怪神秘的中微子再一次让粒子物理学家感到迷惑,在此之前,粒子物理学家发现来自太阳中微子实际测量的流量与理论模型之间存在较大偏差,这就是著名的中微子缺失之谜,中微子的缺失使得物理学家不得不思考当时认定的标准太阳模型是否存在问题。接着,空间中微子探测器发现宇宙中中微子存在震荡的现象,3种不同类     

做最棒的研究

“这可能是迄今为止来自中国的最重要的物理学发现。”一位外国科学家在评价大亚湾中微子实验发现新的中微子振荡时这样说道。这项成果不但指明了未来中微子物理的发展方向,同时对于中国粒子物理领域,乃至整个科学界都具有里程碑式的意义。无独有偶,这段时间另一件让全球科学家关注的事情也与中微子有关。2011年闹得沸沸扬扬的“中微子超光速”事件竟然可能是由于光缆连接不当造成的。尽管这并非是最终的结论,但它无疑告诉我们,科学来不得半点马虎,只有脚踏实地、严肃认真,才能做出最棒的研究。     

中微子静质量与宇宙早期的成团过程

中微子静质量可能不为零这一实验结果,有个直接的重要的天体物理推论,即有可能存在由中微子构成的自引力体系.这些稳定平衡的中微子自引力体系的质量大体是在星系团的尺度.另一方面,按照标准的大爆炸宇宙学,如果中微子具有静质量,例如m_ν～14—46eV,     

中微子与天体演化——从β蜕变的能量丢失到太阳中微子失踪案

最近国外报道,根据中微子振荡实验的证实,中微子的质量小于40eV.本期所刊罗辽复同志于1979年6月20日投寄本刊《中微子与天体演化》一文中,从理论上推测中微子的非零质量这一结论.     

重中微子探索

中微子在粒子世界和宇宙发展中扮演了重要角色,其中的重中微子更是一种重要的、奇特的粒子。探索它的存在与作用,是当前非常活跃的一个前沿课题。著名科学家唐孝威的《重中微子探索》,介绍并评析了这一项工作,值得一读。