高山5500米超高能宇宙线强子的能谱

高能强子在大气中的传播对于研究初级宇宙线的能谱,超高能宇宙线与核的相互作用都是很有意义的。近几年来,我们在西藏甘巴拉山（5500米高度,大气深度是520克/厘米²）设置了乳胶室,对于宇宙线电磁成份的研究已有报道。本文对E_h^γ=3—50TeV的强子性质进行了初步的研究。测量了这个能区的垂直流强、积分能借、在Pb中的核作用平均长度及其在大气中的衰减长度。现将结果报道如下:     

高山5500米超高能宇宙线强子特性的研究

利用乳胶室对高山(5500米)宇宙线强子特性进行了研究. 实验给出E_h=2~20TeV能区中强子簇射的微分能量谱指数β=(2.98±0.49), 簇射的垂直流强J(E_h≥3TeV)=(400±50)m)²﹒year﹒sr, 强子在大气中的衰减长度Λ=(104±16)g/cm², 强子和铅的平均核作用长度λ_h=(15.3±3.0)cm, 介子和铅的平均核作用长度λ_m(18.6±4.7)cm, 以及5500米高度的介子流强、核子流强的比例ε=(1.0±0.4).     

(5—50)GeV/c高山荷电强子动量谱

ˎ̥,Verdana,Arial'; mso-hansi-font-family: 'ˎ̥,Verdana,Arial'">在海拔ˎ̥,Verdana,Arial">3220ˎ̥,Verdana,Arial'; mso-hansi-font-family: 'ˎ̥,Verdana,Arial'">米ˎ̥,Verdana,Arial'; mso-hansi-font-family: 'ˎ̥,Verdana,Arial'">高山上ˎ̥,Verdana,Arial">, ˎ̥,Verdana,Arial'; mso-hansi-font-family: 'ˎ̥,Verdana,Arial'">利用大型磁谱仪测量了垂直方向动量区间ˎ̥,Verdana,Arial">(5—50)GeV/cˎ̥,Verdana,Arial'; mso-hansi-font-family: 'ˎ̥,Verdana,Arial'">的ˎ̥,Verdana,Arial">π^－ˎ̥,Verdana,Arial'; mso-hansi-font-family: 'ˎ̥,Verdana,Arial'">介子和质子微分动量谱ˎ̥,Verdana,Arial">. ˎ̥,Verdana,Arial'; mso-hansi-font-family: 'ˎ̥,Verdana,Arial'">二个谱可以分别表示为ˎ̥,Verdana,Arial">: j_π^－ˎ̥,Verdana,Arial">(P)=9.6×10^{－ˎ̥,Verdana,Arial">4}p^{－ˎ̥,Verdana,Arial">2.6}ˎ̥,Verdana,Arial">(cm²ˎ̥,Verdana,Arial'; mso-hansi-font-family: 'ˎ̥,Verdana,Arial'">﹒ˎ̥,Verdana,Arial">srˎ̥,Verdana,Arial'; mso-hansi-font-family: 'ˎ̥,Verdana,Arial'">﹒ˎ̥,Verdana,Arial">sˎ̥,Verdana,Arial'; mso-hansi-font-family: 'ˎ̥,Verdana,Arial'">﹒ˎ̥,Verdana,Arial">GeV/c)^{－ˎ̥,Verdana,Arial">1}ˎ̥,Verdana,Arial'; mso-hansi-font-family: 'ˎ̥,Verdana,Arial'">和ˎ̥,Verdana,Arial">j_p(P)=1.26×10^{－ˎ̥,Verdana,Arial">3}ˎ̥,Verdana,Arial">p^{－ˎ̥,Verdana,Arial">2.5}ˎ̥,Verdana,Arial">(cm²ˎ̥,Verdana,Arial'; mso-hansi-font-family: 'ˎ̥,Verdana,Arial'">﹒ˎ̥,Verdana,Arial">srˎ̥,Verdana,Arial'; mso-hansi-font-family: 'ˎ̥,Verdana,Arial'">﹒ˎ̥,Verdana,Arial">sˎ̥,Verdana,Arial'; mso-hansi-font-family: 'ˎ̥,Verdana,Arial'">﹒ˎ̥,Verdana,Arial">GeV/c)^{－ˎ̥,Verdana,Arial">1}ˎ̥,Verdana,Arial">; ˎ̥,Verdana,Arial'; mso-hansi-font-family: 'ˎ̥,Verdana,Arial'">并得到该能区内二者的数目比ˎ̥,Verdana,Arial">N(π^{－ˎ̥,Verdana,Arial">;}ˎ̥,Verdana,Arial">)/N(p)=0.62±0.14.     

大型强子对撞机时代的宇宙线实验

随着大型强子对撞机（LHC）对撞实验的深入进行,宇宙线实验中许多不确定因素将在实验中确定下来,而大型的、多种探测手段的联合观测将把宇宙线实验研究推入精确测量的时代,对可能的宇宙线起源模型的限制将增强,对电子、各种核乃至γ光子和中微子的精确测量,将增加揭开宇宙线起源这一世纪谜团、甚至于寻找到暗物质源的可能性,而亟待解决的基本问题是利用高山地面实验装置,通过与空间直接测量的相互标定,确定能量标度并传递到能谱截断的极高能区,实现完整、一致、单一和可靠的宇宙线能谱、成分和到达方向各向异性度的测量.     

甚高能区宇宙线流强气象效应的分析

讨论了用中日合作西藏羊八井超高能宇宙线空气簇射阵列作甚高能区宇宙线强度监测的可能性;分析了空气簇射阵列触发计数率的气象效应;摸索出一套气压及环境温度效应的修正方法,并用于1992年1月至2月观测数据的修正.     

宇宙线高能强子强度随高度的变化

利用小型乳胶室在6500米高山上观测了高能强子的强度,并结合甘巴拉山(海拔5500米)乳胶室和云南站(海拔3200米)乳胶室等数据,给出了高能强子强度随高度的变化规律.     

近地空间宇宙线荷电粒子暴与地震的关联

 从宇宙线早期研究中,已经观测到它的强度有1日,27日和11年的周期变化,这与太阳的调制过程有关。同时也观测到因气象原因引起宇宙线强度的变化,如温度,气压和季节效应。随着科学技术的飞速发展,特别是用各种各样的航天器运载探测器研究大气外层空间的宇宙线瞬间变化,得到一些有意义的结果。太阳照射到地球大气层顶部的电磁辐射能流为10¹⁰erg·m^-2·s-1,而宇宙线粒子总能流约要比它低八个量级,似乎可以忽略不计。但宇宙线穿过大气层损失绝大部分能量,产生正负离子,它们是形成云雾水珠的凝结核,也能触发雷暴和闪电,对大气层中很多物理过程都有影响。     

高山宇宙线粒子电磁簇射的研究

在海拔３２００ｍ高山,用一台有效体积为４５×４５×１４ｃｍ３的多板云室,测量了宇宙线贯穿粒子的电磁簇射几率,传递能量范围为０．４－２ＧｅＶ．获得了８０１个有用事例,得到选入的高山宇宙线粒子在１．２５ｃｍ厚铅层中产生电磁簇射的平均几率是［４．６２±０．７６］×１０－3,大于由理论和加速器实验数据推出的μ,Ρ。π±的电磁簇射几率．用统计方法对实验结果进行了分析．     

宇宙线反质子流的蒙特卡洛模拟

用蒙特卡洛 （Monte-Carlo） 方法,模拟了宇宙线强子成分在大气中的传播。比较3200m高度宇宙线反质子流强的计算值和测量值,以研究高于加速器能区的核作用中N（?）的产生,检查原初宇宙线中是否有一定份额的反质子。计算给出的海平面和高山宇宙线p,π^&;#177;,μ能谱与相应的测量值基本相符。对结果进行了讨论。     

L3强子量能器第一个模块正比室的研制

本文报导L3强子量能器第一个模块60个正比室的研制和性能测试.在充以Ar(80%)+CO₂(20%)混合气条件下,室计数率坪长125V,坪坡度3.4%/100V.输出脉冲具有良好的均匀性.长时间的高压"锻炼"能使暗电流减小.由正比室装配成的强子量能器模块,在CERN SPS试验束上进行了性能测试.取得了满意的结果.     

描述高能强相互作用的荷电粒子多重性分布

假设:强子-强子碰撞产生n个荷电粒子的概率是Pn=xPn(1)+(1-x),其中适当选择参数1,2,k和x,可成功地描述质心能量GeV处、全相空间的真实多重性分布.利用s=200GeV和900GeV处、质子-反质子的非单绕碰撞实验数据检验这个假设,证实了这假设很好地描述了实际情况.最后,讨论了这个假设的理论根据.     

高能强流负离子束系统束光学特性的数值模拟

基于负离于-中性束注入器中强流负离子束引出与加速系统的特点所建立的数值模拟模型和计算程序,通过数值模拟研究了强流负离子束系统电磁场位形、几何参数、等离子体参数、束流密度和负离子剥离损失对负离子束光学特性的影响。对8电极800keV强流负离子束系统的初步优化结果表明对引出流密度为2lmA·cm-2的H-离子束,当负离子初始温度为0.2eV时,由系统出射的85％束散角可达到0.23°。     

负径向电场对荷电粒子运动的影响及其数值模拟

从负径向电场产生的电漂移改变荷电粒子运动的极向运动速度着手,推导出在负径向电场存在时安全因子的表达式,分析了安全因子对荷电粒子漂移位移和运动轨迹的影响。建立了在负径向电场条件下,荷电粒子在梯度磁场和曲率磁场中运动数学模型。通过数值模拟,获得了通行粒子、香蕉粒子的漂移位移和运动轨迹所呈现出的新特点和规律：负径向电场改变了荷电粒子的最大漂移位移。当荷电粒子的极向运动速度增加时,最大漂移位移减小,反之增大;改变了荷电粒子的运动轨迹,通行粒子的轨亦可能变为香蕉粒子的轨迹,香蕉粒子的轨迹可能变为通行粒子的轨迹,当电场达到足够的强度时,均成为在极向上顺时针运动的通行粒子轨迹。     

负径向电场对荷电粒子运动的影响及其数值模拟

从负径向电场产生的电漂移改变荷电粒子运动的极向运动速度着手,推导出在负径向电场存在时安全因子的表达式,分析了安全因子对荷电粒子漂移位移和运动轨迹的影响。建立了在负径向电场条件下,荷电粒子在梯度磁场和曲率磁场中运动数学模型。通过数值模拟,获得了通行粒子、香蕉粒子的漂移位移和运动轨迹所呈现出的新特点和规律:负径向电场改变了荷电粒子的最大漂移位移。当荷电粒子的极向运动速度增加时,最大漂移位移减小,反之增大;改变了荷电粒子的运动轨迹,通行粒子的轨亦可能变为香蕉粒子的轨迹,香蕉粒子的轨迹可能变为通行粒子的轨迹,当电场达到足够的强度时,均成为在极向上顺时针运动的通行粒子轨迹。     

轴对称荷电圆盘的静电势

讨论了电荷分布呈轴对称时圆盘的静电势问题。用方程法和延拓法求解了电荷分布为幂函数时的静电势,在原有的延拓法则之外,总结出新的补充法则。     

荷电孤子的电子束缚态

现有理论认为聚乙炔中的孤子只具有一个电子束缚态——midgap态。本工作发现,由于电子之间存在相互作用,且高分子链具有分立的原子结构,荷电孤子在能隙中应具有两个电子束缚态:一个是深能级,它离能隙中央0.2eV;一个是浅能级,离带边0.06eV。反式聚乙炔的光致吸收光谱证实了此理论。 关键词：     

电功率20 GW重复频率强流电子束二极管研究

采用静电场模拟对二极管结构及导引磁场位形分布进行了优化设计，并在20GW脉冲功率源上进行了重复频率运行实验研究，二极管输出电子束电压超过1MV，电流达20kA，脉冲宽度45ns，重复频率100Hz，达到了设计指标.     

轴对称荷电动态黑洞的特征曲面

讨论了轴对称荷电动态黑洞的特征曲面,即类时极限面、表观视界和事件视界-分析了黑洞蒸发或吸收质量,以及黑洞电荷发生变化诸种情况- 关键词：     

组合电极荷电雾化的实验研究

为合理设计微小尺度液体燃料荷电喷雾燃烧器,开展了不同运行参数下喷雾特性的PDA(相位多普勒粒子分析仪)实验研究.实验段采用由喷嘴电极-环形电极-收集网格形成的组合电极结构,以乙醇为燃料,控制不同的喷嘴电压、环形电极电压、流量、收集网格位置等参数,测试了不同条件下的喷雾粒径、轴向速度、轴向脉动速度.在本文实验工况下发现:喷嘴电极电压的增加,粒径和速度减小.环形电极可显著减小喷雾粒径和速度。在环形电极感应荷电的作用下,粒径随着环形电极电压增加而增大。流量越小,粒径、速度越小,喷雾更稳定.增大收集网格到喷嘴出口距离,由于液滴蒸发的作用会使液滴粒径变小,在液滴粒径变小和黏滞力的双重作用下液滴轴向速度减小。