世界屋脊上的宇宙线研究

沿着青藏公路铁路西行90公里，有一片长约70公里、宽约10公里的平地在念青唐古拉山脚下展开，这就是中外闻名的羊八井。它是我国最大的地热能源基地，也是北半球最高的宇宙线观测站成长的地方。     

探寻世纪之谜——高能宇宙线起源

自1912年发现宇宙线已近100年了,但宇宙线的起源之谜依然困扰着物理学家,因而被列为21世纪的11大科学难题之一.对甚高能γ射线天文学的研究最有希望在未来10～20年内揭开宇宙线起源之谜,我国宇宙线研究领域的物理学家因此提出了在海拔4300米的西藏雪域高原上建造大型高海拔空气簇射观测站(LHAASO)的计划,冲击世纪之谜.     

物理学中的世纪难题：高能宇宙线的起源之“谜”*

  自从20世纪20年代宇宙线被发现以来,其起源问题一直为人们所困惑。这一未解之谜也因此被列入21世纪11大科学难题之中。在宇宙线起源的探寻中,不受磁场偏转影响的中性成分（如光子和中微子）很自然的成为宇宙线源头的信使。此外,通过测量受磁场影响微小的高能（>50 EeV）带电粒子,也可以获取源的信息。通过大量的实验研究,γ天文学取得了巨大成就,并有望破解世纪之谜。为了提高地面探测器的观测能力,发展宽视场和高灵敏度的巡天扫描探测手段有着至关重要的意义。位于中国西藏羊八井国际观测站的两个实验所采用的正是这种大气簇射的测量方法,它们分别是中意合作ARGO实验和中日合作ASγ实验。为获得更高灵敏度,笔者提出了在西藏羊八井建立集5种探测手段于一身的的大型复合实验阵列(LHAASO)。本文对宇宙线观测的发展历程以及前景做了详细介绍,在后半部分对LHAASO的物理背景和实验方案进行了详尽的阐述。     

地球深部探测技术与实验研究

2009年4月22日,在纪念第40个世界地球日主题宣传活动上,李廷栋院士发表"认识地球、走进深部"科学宣言,国土资源部贠小苏副部长按动代表着几代科学家探测地球深部梦想的地球模型,宣告"深部探测技术与实验研究专项"(Sinoprobe Program)的正式启动.     

临近空间飞行平台青藏高原大气NOx原位观测实验

大气NO_x气体分析仪是中国科学院战略性先导科技专项“临近空间科学实验系统”“太阳风暴在临近空间环境的响应”任务的主载荷之一,是我国自主研发的原位探测临近空间大气NO_x的载荷,并已成功测量临近空间高空气球飞行路径NO、NO₂、NO_x混合比.分析仪基于可见-紫外光谱吸收法原理,用动态流导法将飞行路径上1×10³～1×10⁵Pa的自然大气压缩至8×10⁴～1×10⁵Pa,构建了长期稳定的常压工作环境,把商用氮氧化物光谱仪的适用范围从地表拓展到高空.2019和2020年夏季,中纬度青藏高原大柴旦地区开展的两次高空气球科学实验均搭载了大气NO_x气体分析仪,实现了对流层5 km到平流层30 km大气NO_x的原位测量,并获取了青藏高原上空NO、NO₂、NO_x混合比的科学探测数据.     

LiCl-NaCl-KCl相图的实验测量和热力学优化

碱金属氯化盐混合物LiCl-NaCl-KCl可以作为熔盐电解法制备稀土及其合金的电解质,该体系的相图是构建含稀土的多元氯化盐体系热力学数据库的基础.本文采用差热分析法对二元系LiCl-NaCl和三元系LiCl-NaCl-KCl的相图进行了实验测量,并基于新的实验数据和文献数据对这两个体系的相图重新进行了热力学优化,修正了现有数据库中LiCl-NaCl-KCl的热力学参数.计算得到的LiCl-NaCl是二元匀晶体系,极小值点位于xNaCl=0.262,温度为820 K.与前人的优化结果相比,本文计算得到的固相线更接近实验值.计算结果表明, LiCl-NaCl-KCl的液相面有一个极小值点,而不是四相共晶点,对应的组分为55%LiCl-8%NaCl-37%KCl,温度为620 K.     

两边支承高度不同时荷载缓释结构的机理和实验研究

本文研究荷载缓释结构支承高度两边不同时的设计原理和用途,并进行了其工作机理的实验研究.结果表明荷载缓释结构为随着荷载的逐步增加和减少能够调整自身形状并使单元内力和支反力最小化的结构体系;该结构可按自重进行承载力设计,而按全部荷载进行正常使用极限状态设计;其正常使用极限状态是容许的一系列的大变形调节过程;利用平衡重的大小可控制在各种荷载作用下的变形极限状态,从而减轻结构内力和对下部结构的水平反力;活轮处索的拉力在平衡重启动前线形增加,在平衡重启动后基本保持不变;平衡重启动后随荷载的增加垂直反力连续增加,而水平反力连续下降;平衡重启动后在全跨荷载作用下,内部节点处索拉力随结构不断重新找型而连续下降;在一边固定的情况下,平衡重启动后靠平衡重的一边索拉力减少,但靠固定端的半跨索拉力增加.     

非洲爪蟾在生态毒理学研究中的应用: 概述和实验动物质量控制

非洲爪蟾因为终生生活在水中易于饲养管理、常年可以排卵孵化、行体外受精和体外发育等特点, 而作为模型动物广泛用于生物学的研究, 并积累了大量相关的资料. 像其他两栖动物一样, 非洲爪蟾的胚胎和幼体直接暴露在水中, 对环境污染物比较敏感. 另外, 非洲爪蟾的性别分化和性器官发育对性激素和具性激素活性的内分泌干扰物十分敏感, 所以非洲爪蟾可用于内分泌干扰物的性激素干扰作用和生殖毒性的研究. 同时, 非洲爪蟾的变态发育对甲状腺激素和具甲状腺干扰活性的内分泌干扰物十分敏感, 所以非洲爪蟾也可用于环境物质甲状腺干扰作用的研究. 除此, 非洲爪蟾的生态毒理学研究可与目前生态学研究中的热点问题—两栖动物世界范围内的减少和畸形蛙的出现衔接. 基于以上几点, 目前已有越来越多的实验室将非洲爪蟾引入生态毒理学的研究. 实验动物质量关系着动物实验结果的科学性和可靠性, 这对毒理学研究尤为重要. 本文从水质、食物等环节对非洲爪蟾质量控制的问题做了初步讨论.     

赋存深度对岩石力学参数影响的实验研究

研究赋存深度对岩石物理力学参数的影响,对于认识深部岩体变形破坏规律,以及分析深部工程灾害事故机理具有十分重要的意义.通过在北京门头沟矿区大台井同一岩层进行现场取样,获得了赋存深度处于410~1010m的7个深度水平上的同一层玄武岩,将其加工成77个标准试件(其中单压21个、三轴35个、劈裂21个),借助MTS815和RMTS150岩石力学实验系统,分别进行了单轴压缩、三轴压缩和巴西劈裂实验,获得了玄武岩密度、单轴抗压强度、单轴抗拉强度、弹性模量、泊松比、黏聚力、内摩擦角等基本岩石物理力学参数随赋存深度的变化规律.研究发现,统计意义上玄武岩密度、弹模、单拉强度、单压强度、黏聚力、内摩擦角随赋存深度的增大而线性增加,仅泊松比随深度增加而线性减小.另外,还简要分析了造成不同深度同一岩层物理力学参数差异的原因.     

水蒸气相中CuCl2溶解度的实验研究

近年来地质证据的积累, 使人们认识到铜在气相中迁移是一种重要的地球化学过程, 但目前关于铜在气相中溶解反应机理的研究还相当缺乏. 采用溶解度法, 在330~370℃, 压力为4.2~10.0×10⁶ Pa的条件范围内, 实验研究了CuCl₂在不饱和水蒸气相中的溶解度. 结果表明: 水蒸气的存在, 大大增强了铜在气相中的溶解能力; 恒定温度下, 铜在气相中的溶解度随着水蒸气压的增加而增大, 两者呈正相关关系. 气相中铜以水合物的形式存在, 铜在气相中的溶解可由以下反应表述: CuCl₂^solid+nH₂O^gas=CuCl₂(H₂O) _n^gas其中水合数随着温度升高而下降, 温度为: 330℃水合数n约为4.0, 350℃水合数n约为 3.6, 370℃水合数n约为3.3.     

ARGO YBJ：为期5年的伽玛射线巡天观测＊

ARGO YBJ实验已经稳定运行了5年,产生了许多重要的科研成果。本文将总结ARGO YBJ对伽玛天文领域的贡献,包括河内源的伽玛射线能谱,河外活动星系核的爆发等现象的深入研究,以飨读者。在不久的将来,已经在计划之中的LHAASO实验将成为该领域内新一代的实验装置,对本文所介绍的所有研究,都将会得到极大的增强,显著地深化我们在伽玛射线天文学领域观测方面的研究。     

Introduction of Huaihe River Basin Energy and Water Cycle Experiment and Research

Huaihe River Basin Energy and Water Cycle Experiment and Research (HUBEX), as one of the Ninth Five-Year Plan (1996-2000) Major Programs supported by the National Natural Science Foundation of China (NSFC), successfully passed the check-up and won high appraisement from the experts.……     

Introduction of Huaihe River Basin Energy and Water Cycle Experiment and Research

Huaihe River Basin Energy and Water Cycle Experiment and Research (HUBEX), as one of the Ninth Five-Year Plan (1996-2000) Major Programs supported by the National Natural Science Foundation of China (NSFC), successfully passed the check-up and won high appraisement from the experts.     

黑洞——开启“多信使”天文学的新时代

黑洞是宇宙中最为神秘的天体,很长时间内它只存在于理论假设当中。随着现代天文学的发展,如今已经获得了很多关于黑洞存在的相关证据。特别是随着引力波和中微子探测技术的发展,我们不仅可以通过电磁辐射,而且可以通过其他"信使"来了解黑洞,从而真正开启多信使天文学的新时代。     

空气污染与节能供暖

节能供暖任重道远。文章以山西省太原市的空气污染为例,指出了空气污染的原因,并结合我们的具体条件,提出提高节能供暖的认识是一项迫切的任务。     

核糖体的研究历程——2009年诺贝尔化学奖简介

2009年10月7日,美国科学家V·拉马克里希南、T·施泰茨以及以色列女科学家A·尤纳特因为对核糖体结构和功能的研究共同获得诺贝尔化学奖。这三位科学家分别应用X射线衍射技术以高分辨率解析了核糖体的原子结构并且研究了核糖体功能。     

新型能源植物浮萍生物质能的研究与开发

水生植物浮萍以其富含淀粉等特有的优势,在生物质能研发领域备受关注。对浮萍淀粉代谢过程及其相关研究和生物质能开发方面的进展进行了简要综述。     

Challenges and Opportunities in Urban Meteorology Research and Forecast

An international workshop on urban meteorology: observation and modeling, was jointly held by the Institute of Urban Meteorology (China) and the National Center for Atmospheric Research (US) in Beijing, October, 2004. The workshop was inten ded to share recent progress in urban meteorological research, discuss issues re lated to research and development priorities faced by diverse Chinese institutio ns, and explore collaboration opportunities between Chinese and US research inst itutions. This article summarizes the major issues discussed at the workshop, in cluding observation on urban boundary layer, urban landuse modeling, socioecon omic impacts of weather and climates, and air quality in urban environment. It i ncludes recommendations for future urban meteorology observational and modeling research, and potential collaborative opportunities between China and US.