邮票上的物理学史(58)--加速器·物理实验的大型化

加速器是原子核物理学和粒子物理学中的重要仪器.它利用不同形式的电磁场,把各种带电粒子(电子、质子、轻离子、重离子)加速到很高的能量.用加速器加速的高能粒子轰击各种原子核,观察所引起的核反应,就可以深入研究原子核结构及其变化规律.几十年来,人们在加速器上发现了上千种合成的人工放射性核素,发现了绝大部分超核元素,使原子核物理学迅速发展成熟;与此同时,用加速器又发现了上百种新的粒子,包括重子、介子、轻子和各种共振态粒子,从而建立了粒子物理学.除了用于基础研究之外,大量的小型加速器还广泛应用于同位素生产、肿瘤的诊断和治疗、射线消毒、无损探伤、高分子辐照聚合、材料辐照改性、农作物种子辐照等工、农、医各个领域.     

我国在秘系超导材料研究中取得重大进展

加速器是使粒子通过电场加速获得极高速度和一定能量的装置，它是研究原子核微观世界运动规律的重要设备，被人们称为轰击原子核的“大炮”。     

邮票上的物理学史(非汉字符号)——粒子物理学:实验

亚原子粒子是比原子核更为基础的一个物质层次 ,原子核就是由质子和中子构成的 .人们在对原子核有了一定了解后 ,自然要向亚原子粒子的层次进军 .在粒子物理学的发展过程中 ,理论和实验不可分地交织在一起 .特别是在后来的阶段 ,理论对实验起了很大的指导作用 .人们经常是为了验证理论的预言 ,设计建造专门的仪器 ,到某个能区去寻找理论预言的粒子 .不过为了叙述的方便 ,我们仍然分成实验和理论两节来叙述 .这里先说实验 .粒子物理学中主要的实验仪器是加速器和粒子探测器 ,加速器在上节已说过了 ,这里主要介绍各种粒子探测器和用它们所做的…     

我国物质结构研究的大型实验平台(续)——非加速器粒子物理实验设施

在粒子加速器问世以前,科学家就利用天然放射性和宇宙红进行核物理的研究。1919年卢瑟福用放射性物质产生的α射红轰击原子核,首次实现了人工核反应。天然放射性粒子来之不难,但能量较低、强度很弱;宇宙红能量最高可达1022eV,却是"靠天吃饭",难以开展精确的实验。粒子加速器在20世纪30年代初发明后,很快成为核物理和粒子物理研究的主角。然而,随着粒子物理向高能量前沿的推进,加速器的规模成越来越大,位于瑞士和法国边境质心系1     

粒子物理学和核物理学的相互交叉

 自从1911年卢瑟福用α粒子作为炮弹轰击金属薄箔发现了原子核,核物理学发展为物理学的一个重要分支.进入20世纪50、60年代以后,由于高能加速器的迅速发展,人们对物质结构的认识又深入到更深层次,基本粒子的种类多达几百种,粒子物理学成为探索微观世界的最前沿的一个学科.粒子物理学的诞生和发展深受核物理学的影响,而粒子物理学的发展反过来又影响着核物理学的某些基本问题的研究.一、原子核的新自由度1932年查德威克发现了原子核内除了有质子外还有中子,接着海森堡提出了原子核是由质子和中子组成的,质子和中子一直是组成原子核的基本组成成份.原子核内的质子、中子结合很紧,那么是什么样的核力使它们聚集在一起.     

原子核的質量和原子核反应

我们都知道原子核能放出巨大無此的能量,可是我们对於原子核真正的了解却並不多,主要这是因为單个原子核是非常小的。直到上世紀末,由於科學和技術水平的不断提高,人們才有可能去研究它的性質。最近科学家和工程師們更進一步控制了它的行动,使原子核巨大的能量为滿足人類生活的需要和增加人類的幸福服务。在这一篇文章裹,開始先谈一下原子核的一般性質,然後比较详細地說明其中最重要的一个性質——它的質量。接着我們將談到:一     

奇異粒子

对于沒有专門知識的人說来,基本粒子世界是十分奇异的。因为,在原子核里和在基本粒子的相互作用中出現了这样一些自然規律,它們在能为我們知觉直接感知的宏观世界里是不一定涉及到的。然而,对于那些在自己的研究工作中已經习慣了实际应用微观世界規律的物理学家們,这些規律就不是奇怪的。不久前发現了一些基本粒子,如果物理学家自己都把它們称为“奇异粒子”,这些粒子該会具有多么不平常的性貭啊!基本粒子的这些性貭是很难用通俗的話来讲明白的,但是本文打算尝試一下。     

加速技术和粒子加速器

一、为什么需要加速器近代科学中,原子核物理的进展是非常迅速的。这固然反映了人类在探索物质结构的奥秘、发掘新的能源方面有着十分迫切的愿望,付出了十分巨大的劳动;但在另一方面也说明了由于二十世纪中其它各门科学技术已有了相当高的水平,为原子核物理的进展提供了必要的条件。这种关系集中地表现在加速技术和粒子加速器的发展上面。     

轻予核物理：话旧论新

轻子与原子核概述 近百年来,人们对构成物质世界基本“砖块”的认识不断发展深化。从原子到原子核,再到核子内的夸克（图1）。这些认识大多是通过散射实验获得的,如用从加速器出来的高速质子或电子（通称探针）轰击靶粒子。这里感兴趣的是通过电子探针来探测原子核的结构和性质。     

高能物理的发展

高能物理(亦称粒子物理)是在研究原子、原子核和宇宙线的过程中诞生的.在五十年代初,加速器的能量开始超过IGeV,从而有可能开始对高能物理现象进行系统的研究,高能物理也就开始成为物理学中一个独立的分支学科. 在原子的研究中,发现了电子、质子和光子.就目前的粒子的分类来说,     

1999年诺贝尔物理奖

 根据瑞典皇家科学院１０月１２日发布的消息,瑞典皇家科学院已决定把１９９９年度的诺贝尔物理奖授予两位荷兰科学家赫拉尔杜斯·霍夫特（Ｇｅｒａｒｄｕｓ’ｔＨｏｏｆｔ）和马丁努斯·韦尔特曼（ＭａｒｔｉｎｕｓＪ．Ｇ．Ｖｅｌｔｍａｎ）。这两位研究者是由于他们为粒子物理理论提供了更加坚实的数学基础而获奖的,尤其是揭示了用他们的理论如何精确计算物理量．欧洲和美国的粒子加速器近来进行的实验已经证实了他们的许多计算结果．数学基础更加坚实的粒子物理理论我们周围的一切物体都由原子构成,而原子又由电子和原子核组成．在原子核中有质子和中子,它们又都由夸克组成．为了研究夸克这一最深层次的情况,需要有大型加速器     

重粒子谱仪磁场电流稳定装置

在近代实验物理,特别是实验原子核物理中,粒子加速器、磁谱仪、质谱仪等等都要有高稳定度的磁场。稳定磁场的方法很多。近年来,利用机械转换器和原子核核磁共振吸收是最流行的二种方法。此外,利用灵敏的检流计作为测量元件的电流稳定装置,也曾广泛使用。     

高能质子在原子核上散射的自旋打翻效应

近几年来,由于有了较好的中能加速器和精细的探测技术,做出了一些实验,向人们展示了高能粒子在原子核上散射的一些有趣的新现象。     

指尖上的粒子加速器

<正>激光驱动的粒子加速器是过去20年来研究的热点。研制中无论采用何种技术,都需要用强激光脉冲照射靶子。激光脉冲的强电场将电子与带正电的原子核分离开,产生一个非常强的电场,用来加速带电粒子。最近,美国和德国的两个团队在激光驱动加速器的研究中取得了突破性的进展。美国的团队由Stan ford大学的Robert Byer领导,其中的成员有来自斯坦福直线加速器中心(SLAC)国家加速器实验室、加州     

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《高能物理》是一份介绍微观世界,特别是粒子物理知识的专业科学普及刊物。 《高能物理》主要刊登内容是。粒子物理与核物理的基本理论、实践和研究方法、当令最新成果的介绍、高能加速器及高能实验中心、宇宙线高能物理、宇宙线天体物理、有关粒子物理与核物理的科学史、科学家们的伟大成就及他们的治学精神、高能物理与核物理在国民经济中的最新应用及应用前景……。 《高能物理》内容丰富、形式多样、它不仅宣传高能物理本身的科学知识,并向纵横发展,纵的方面,从原子物理→原子核物理→高能物理→超高能物理→……(即原子→原子核→基本…     

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高能原子核碎片的异常现象

近两年来,有三个原子核乳胶实验观察到高能原子核碎片的异常现象[1-3].其中一个是由两个小组合作利用Bevalac(伯克利加州大学高能重粒子加速器)进行的.加拿大国家实验室的小组是用每核子2.1GeV的16O照射乳胶,加州大学小组是用每核子1.88GeV的56Fe照射乳胶.他们对于入射粒子和乳胶中原子核作用所产生的碎片的1460个次级作用进行分析,发现6%的碎片在乳胶中的平均自由程大约只有2.5cm,和同样电荷的正常原子核相比要小一个数量级.可是从这一长度来估计这种碎片的寿命,至少也应是10-11s.小的平均自由程表明截面异常大,如果这是由于原子核碎片…     

关于反应堆的几个問題

一引言十九世紀末期,人們發現了天然元素如鈾、鐳等的放射性現象。那时,人們就开辟了一个新的科学領域——原子核物理学。在这个領域中,我們發現随着原子核的轉变而引起的能量改变,比由化学变化而引起的能量改变要大几百万倍。二十世紀初,有些物理学家如法国的     

高能中微子与宇宙线的多信使研究

<正>宇宙线是来自地球之外的高能带电粒子,约99%为原子核,1%为电子。此外,在传播过程中,宇宙线通过与星际介质作用,产生少量次级核子及反质子、正电子等次级宇宙线粒子。宇宙线的发现始于1912年,迄今为止观测到的宇宙线粒子的最高能量已达到3×1020电子伏特,是最大的粒子加速器LHC     

联系无限大与无限小的一门学科──宇宙线物理学

宇宙线是在天体物理过程中产生的各种不同能量的微观粒子流.它们中间包括地球上已有的各种元素的原子核,其中氢核(质子)约占百分之九十,氦核(α粒子)占百分之九,其他原子核共占百分之一,γ射线、原初电子又占上述各种原子核的百分之一.宇宙线粒子的最高能量已达1020电子伏以上;这就是说,在一个直径不到微微米的粒子上集中了10个焦耳以上的能量.这比世界上现有加速器的能量高出几亿倍.但宇宙线的流强很弱,并且流强近似地随能量平方反比下降.在大气层顶部,每平方米面积上每小时大约飞来一个具有1014电子伏的粒子.由于空间磁场强度约为10-5高斯…