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.     

物理学奖:开启中微子物理学的黄金时代

<正>2015年的诺贝尔物理学奖授予了在超级神冈(简记为SK)实验中发现了大气中微子振荡现象的日本物理学家梶田隆章(Takaaki Kajita)和在萨德伯里中微子观测站(简记为SNO)破解了太阳中微子失踪之谜的加拿大物理学家亚瑟·麦克唐纳(Arthur B.McDonald)。这一结果既在情理之中,又在意料之外。一方面,这两个实验开启了中微子物理学的黄金时代,以令人信服的方式表明中微子具有极小的质量和较大的混合效应,相应的主要     

天山射电实验探测极高能中微子和宇宙线

宇宙中微子正开启一个电磁波观测宇宙之外的全新窗口.然而,传统的中微子探测手段由于造价过高,导致探测器有效面积不足或观测时间有限等问题,不便于进行高能中微子(一般认为能量大于1015 eV为超高能,能量大于1018 eV为极高能)的观测.射电阵列,采用造价低、全天候观测的射电天线,可以建造大面积的观测阵列,达到极高能中微子天文学和极高能宇宙线探测所需的高灵敏度.在科技部国家重点基础研究发展计划项目"宇宙第一缕曙光探测"的资助下,原型阵列TREND(天山射电探测中微子探测器)在2011–2012年的运行过程中取得了重要的成果,仅依靠单极化接收天线阵列,首次证明了不依赖于传统粒子探测器的自触发射电探测方式可以对高能粒子大气簇射进行有效探测.我们计划建造一个巨型天线阵列GRAND,这将是世界上1017 eV以上最灵敏的高能中微子望远镜,可以对高能中微子进行有效的观测.     

杨振宁教授在与广西物理学界代表座谈会上的发言

在座谈会上，杨教授就高能物理学的发展、室温核聚变、二分量中微子理论和中微子质量、准晶体以及物理学的研究方法和物理学教学等问题发表了自己的见解。     

中微子星

宇宙中存在大量中微子。这些中微子除了以中微子背景辐射(每立方厘米数百个,温度约2°K)和宇宙线的形式存在外,还能以中微子星的形式存在。由于引力不稳定性,中微子可能积聚成恒星。这里的一个必要条条件是中微子静质量不为零。1979年4月南京高能天体物理讨讨班上我们指出,对中微子除了左手分量外引进右手分量,对反中微子除了右手分量外引进左手分量,和目前粒子物理实验并不矛盾,因而假定中微子     

大亚湾中微子振荡的启示

 继2015 年诺贝尔物理学奖公布仅一个月,中微子领域再传喜讯:大亚湾中微子团队斩获“2016 年基础物理学突破奖”,共同分享这一大奖的还有其他4 个国际中微子实验团队(Kam-LAND,K2K/T2K,SNO,SuperKamiokande)。     

高能天体物理对某些物理基础的检验及启示

首先简要介绍天文学中的某些新探索;其次讨论天体磁场和天文学中可能存在的电磁广义相对论;第三研究高能天体物理和Pauli不相容原理(PEP)的适用性;第四探讨天文学中能够提供的信息,提出太阳系中各个行星的偏心率、天体演化方向等问题,并且讨论太阳中微子和新模型;第五探索γ射线暴(GRB)和轻子星;最后讨论宇宙时间,探讨地球的最终命运和人类可能的宇航.     

Si-C-SiO_2体系在高压变质条件下的结构相变

根据高能机械球磨与地球板块间的碰撞具有的碰撞局域性和剪切应力的相似特点,采用高能机械球磨与静高温、高压技术,按照质量比m(Si):m(C):m(SiO2)=65∶14∶21制成样品,人工合成柯石英.用X射线粉末衍射对经高能机械球磨后的样品进行了结构表征.结果表明:得到合成柯石英的最低条件是3.8 GPa和873K;合成的柯石英为单斜柯石英,与天然矿物中发现的柯石英晶体的结构相同.     

大气中微子vμ振荡几率估算

据高能中微子的"长基线”实验计设参数,用数值实验常数相关联的唯象方法算出中微子质量数值,估算了中微子振荡几率,判断了μ中微子vμ与τ型中微子vτ最可能发生振荡.     

中微子望远镜——IceCube

埋藏在南极冰层下的中微子观测网，其规模是日本神冈探测器的2万倍。 为了观测来自宇宙的高能中微子，美、欧、日等国家的科学家正在联合进行一项取名为“IceCube”的国际科研项目，试图解开宇宙高能中微子的谜团。2006年1月末，已经开始进行观测。本文将介绍这个埋藏在南极一两千米冰层下的中微子观测网．它是由4800个光检波器组成的巨大而独特的天文观测系统。[编者按]     

超高能γ-线、高能μ子及Centauros事例

最近实验发现来自宇宙的超高能(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。(2)探测质子衰变的两组地下实验均探测到来自CygX-3方向的高能μ子。本文认为:超高能γ-光子波长λ～10~(-19)—10~(-20)cm,可透入核子深层内击出仅参与弱作用的中间玻子W~(±)和Z~0:(1)若为W~ -W~-对,它在大气中产生电磁级联,次级粒子全为轻子,能自然而合理地解释高山乳胶室观测到的Centauros事例。(2)若为Z~0,它仅参与弱作用的中性粒子,衰变前与物质不发生作用,Z~0→μ~ μ~-,这样较好解释了探测来自CygX-3的地下高能μ子事例。     

宇宙深处:探索高能天文中微子之谜——访冰立方中微子天文台徐东莲

 美国东部时间2018年7月12日11时，冰立方中微子天文望远镜团队宣布天文学领域的又一重大发现：架设在南极的望远镜实时预警系统于世界协调时间2017年9月22日20：54：30.43探测到一个能量约为290 TeV的高能缪子中微子（muon neutrino），并命名为Ice-Cube-170922A。这是首个拥有银河系之外源头的超高能中微子事件。对此本刊专访了曾在冰立方中微子天文台工作的青年科学家徐东莲博士，目前是李政道青年学者和上海交通大学物理与天文学院特聘副教授，研究方向为高能天体中微子和中微子天文。     

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.     

大气中微子vμ振荡几率估算

据高能中微子的"长基线"实验计设参数,用数值实验常数相关联的唯象方法算出中微子质量数值,估算了中微子振荡几率,判断了μ中微子vμ与τ型中微子vτ最可能发生振荡.     

核能补剂对大鼠骨骼肌高能磷酸化合物变化的影响

通过实验观察了核能补剂对大鼠骨骼肌高能磷酸化合物变化的影响。大鼠反复进行3次2min的高速跑台运动,其运动后第24h腓肠肌中高能磷酸化合物的变化提示:核能补剂组骨骼肌中ATP的含量明显比复合肌酸组和空白对照组高(p<0.01);核能补剂组骨骼肌中PCr的含量明显比空白对照组高(p<0.01)。本实验证实了核能补剂能加快骨骼肌ATP的生成速度,并提高骨骼肌中磷酸肌酸的储量。     

重中微子对黑格斯玻色子在ILC和LHeC实验中单产生的量子修正(英文)

在标准模型(SM)中,e+e-→νeν-eh和eq→νeq′h过程是黑格斯玻色子h在ILC和LHeC试验中的主要产生机制.我们研究了seesaw-Ⅰ机制所预言的重中微子Ni对这两个产生过程的量子修正,并讨论了通过这两个过程探测重中微子Ni的可能性.计算结果表明:在合理的参数取值范围内,对eq→νeq′h过程的产生截面修正非常小,不过,对e+e-→νeν-eh过程产生截面修正较大,其数值可达到或超过将来ILC实验的测量精度.     

河外极高能宇宙线的起源

由于大型宇宙线探测器Pierre Auger,Telescope Array等的观测,极高能宇宙线(能量大于1018 e V的宇宙线)的研究取得了很大进展,包括探测到高能能谱变陡,与河外天体源的可能相关性,以及化学成分组成等.然而这些宇宙线的起源天体仍未知.本文将评述河外极高能宇宙线起源的候选天体,包括伽玛射线暴,活动星系核,巨超新星等.同时我们从多信使角度(包括高能中微子,伽玛光子的观测),探讨这些天体是河外极高能宇宙线起源天体的可能性.     

发现宇宙中微子

##正##中微子是构成宇宙物质的基本粒子,共有三种,与宇宙中所有的基本过程都有关系,因此成为科学家的研究热点。目前探测到的绝大部分的中微子来自太阳,另外,地球大气层里以及核反应堆附近也可以探测到一些中微子。来自太阳系以外的茫茫宇宙中的中微子比较罕见。目前,美国的一个科研团队报告了28个来自太阳系之外的宇宙中的高能中微子,此研究成果发表在11月22日出版的《科学》(Science)杂志上。     

耦合(g_R,e_R,g_W)空间中粒子产生的动力学普适性

在高能强子-强子碰撞中高能单光子γ的产生和快中微子γμ的产生,其实验数据由π±介子动量分布的(a Q⊥)-VKV(a Q⊥)Basset广函刻画,因此粒子产生动力学在耦合(gR,eR,gw)空间中是普适的,并且决定亚群算符D的形状.     

高能球磨过程中Al-Pb耐磨合金粉末的微观组织观察

通过X射线衍射 (X -ray)、电子扫描电镜 (SEM)观察 ,分析了经高能球磨后互不相溶的Al -Pb混合粉末的微观组织变化。结果表明 :在高能球磨过程中软相Pb颗粒细化速度优于硬相Al颗粒 ;且球磨 2h形成Pb(Al)固溶体 ;细小的Pb颗粒均匀分散于基体中 ,并为Al颗粒所包围 ,有利于克服Al-Pb系传统制备工艺中宏观偏析现象而制备高性能的耐磨材料。