高能物理学发展的回顾和展望

从电弱统一理论提出到现在已经过去了23年。量子色动力学从诞生到现在也已经历了17年。在这期间CERN建成了E_(cm)=60GeV的质子对撞机ISR;FNAL和CERN分别建成了能量为500GeV和450GeV的质子同步加速器。以后又建成了E_(cm)从     

相对论重离子碰撞中的热解冻和纵向非均匀集体膨胀流

把非均匀纵向流模型推广到包括横向膨胀流,并计算K介子,Λ和质子的快度分布.这些模型的计算结果能较好地解释CERN/SPS 200A GeV/c能量下S-S碰撞以及158A GeV/c能量下Pb-Pb碰撞的实验结果.并且能够自然地解释实验中出现的中心下凹(centraldip)现象.     

寻找顶夸克的漫长过程

本文描述寻找顶夸克的漫长过程。从70年代末开始,美国的PEP,德国的PETRA,80年代日本的TRISTAN,欧洲核子中心CERN的SP PS质子反质子对撞机,90年代的CERN的LEP大型电子正电子对撞机,最后于1997年才由美国费米国家实验室的D0和CDF国际合作组找到了顶夸克存在的证据,并给出了顶夸克的质量为:174.3±3.2±4.0GeV。人们可以从这段历史获得有益的启示。     

寻找顶夸克的漫长过程

本文描述寻找顶夸克的漫长过程。从70年代末开始,美国的PEP,德国的PETRA,80年代日本的TRISTAN,欧洲核子中心CERN的SP PS质子反质子对撞机,90年代的CERN的LEP大型电子正电子对撞机,最后于1997年才由美国费米国家实验室的D0和CDF国际合作组找到了顶夸克存在的证据,并给出了顶夸克的质量为:174.3±3.2±4.0GeV。人们可以从这段历史获得有益的启示。     

ISR的一个发现:质子-质子截面升高

正在欧洲核子研究中心CERN于20世纪60～70年代建成并运行的交叉储存环ISR为当时世界第一台最高质心系能量(60 GeV)的质子-质子对撞机,在其上利用当时最先进的实验设备开展了质子-质子相互作用几率及其作用后的空间分布——即包括总截面和前向散射微分截面——测量。特别是得到总截面随能量增高而增加的结果,打破了当时认为随能量增高总截面不再增加的结论。这同理论和21世纪最新的世界最高能量的LHC强子对撞     

LHC上的ATLAS实验

1989年欧洲核子中心（CERN）的质心能量100-200GeV的正负电子对撞机LEP（Large Electron-Positron Collider）正式运行。LEP后建什么样的加速器,国际社会早有共识,即建造一台质心能量为几十TeV的质子对撞机。20世纪80年代以来,两个类似的强子对撞机,即美国的SSC（Super Superconductive Collider）和CERN的大型强子对撞机LHC（Large Hadron Collider）同时进行预研。     

太阳高能质子束流强上限的估算

第28届国际宇宙线会议上有报道称,在2000年7月14日的GLE事件中观察到了一个与耀斑时间吻合的μ子超出信号.这个μ子超出信号很可能是由这次耀斑产生的太阳高能质子引起的.为了估计到达大气顶部太阳质子的能量和流强上限,本文针对该文章的实验条件,进行了从大气顶部太阳质子束到探测器测到次级μ子的全部过程的模拟.模拟结果显示,相应于这个μ子超出信号的高能太阳质子能量大于40GeV.在太阳质子能谱服从指数为-6的幂律谱的假设下,在90%的置信度下,这次事件中能量大于40GeV的质子流强上限为5.1×10-3/(cm2·sr·s).     

世界上最大的加速器LEP开始做物理工作

LEP是世界上已建成的最大的正负电子对撞机,周长 27 km,安置在西欧核子研究中心(CERN),横跨法国和瑞士边界.LEP于1983年正式开工,1989年4月13日实现正负电子对撞,束流能量各为 45.5 GeV.9月中旬开始生产Z0粒子,成为继美国SLC直线对撞机之后的第二个Z0粒子工厂. LEP的建造是采用了成熟的储存环技术.第一期目标的束流能量为 2 × 50 GeV,来用常规磁铁; 第二期目标为2×100GeV,采用超导磁铁.在储存环里,存在着很强的同步辐射.质量为M的带电粒子,在半径为R的储存环里以能量E作循环运动时,同步辐射的能量正比于 当粒子能量很高而粒子…     

前向后向多重性快度关联

本文分析了欧洲核子研究中心(CERN), 质心系能量为540GeV质子反质子对撞机上UA-1实验的最小偏置触发条件下9万个事例的多重末态粒子前向后向快度关联. 选择了不同的截断条件和中心探测器接收度修正方法以得到较平坦的快度分布. 给出了短程, 长程等四种快度区域的关联强度. 比较了几种对轴向角θ=90°的平面对称的和非对称的快度关联强度变化规律及短程区内同号和异号电荷粒子的前后关联强度值. 所得诸结果与ISR质子-质子对撞机等的结果和某些理论模型结果进行了比较.     

为什么要建造各种各样的加速器

 从《高能物理》和《现代物理知识》杂志上我们已经熟悉了许多高能加速器的名字.譬如说,固定靶质子加速器AGS、SPS、TEVATRON;质子-反质子对撞机S(?)PS;正负电子对撞机SPEAR、DORIS、CESPPEP、PETRA、TRISTAN,最近我国建成了一台正负电子对撞机BEPC,西欧CERN建成了能量更高的正负电子对撞机LEP.为什么世界上要建立如此多的种类不同的高能加速器?世界上已经有了能量高的加速器为什么又还在建造能量低的加速器?等等.一般说来,不同类型和不同能量的高能加速器服务于不同目的的粒子物理实验.根据物理实验的物理目标,选用不同的加速器作实验,选用固定靶加速器或者对撞机;选择质子加速器或者电子加速器;选择能量低的或者能量高的,等等.     

质子照相中基于能量损失的密度重建

提出了一种质子能量在中高能时利用能量损失进行密度重建的方法,并利用Bethe-Bolch公式给出了利用能量损失进行密度重建的方程及条件.针对1.6 GeV的质子能量,通过定量计算常见材料的阻止本领,得出质子能量在1.45–1.6 GeV范围内时,材料的阻止本领的变化率小于1%,可近似为常数.最后,通过理论计算和Geant 4模拟,得出质子能量在1.6 GeV时,可以对面密度为113 g/cm²的缩比法国实验客体进行密度重建.     

W与Z粒子的发现

<正>1.引言本文描述了弱中间玻色子W与Z发现的科学研究过程。其中包括将CERN当时已存在的高能质子加速器及其相关设备改建成质子反质子对撞机的最初建议,以及之后的探测器的设计、建造和运行的全过程,由此为第一次观测到这两种基本粒子的产生和衰变提供了相应的证据。回顾1967~1976年,这10年是一个不平凡的实验和理论相互促进的时期,1967~1968年温伯格(S.     

300 eV—1GeV质子在硅中非电离能损的计算

非电离能损(NIEL)引起的位移损伤是导致空间辐射环境中新型光电器件失效的主要因素.引起质子在硅中NIEL的作用机理有库仑相互作用和核相互作用,质子能量范围从位移损伤阈能到1 GeV.当质子能量位于低能区时,库仑相互作用占主导地位,采用解析方法和TRIM程序计算NIEL;当质子能量位于高能区时,NIEL主要来自质子与靶原子核的弹性和非弹性相互作用,使用MCNPX/HTAPE3X进行模拟仿真计算由核反应引起的NIEL.实现了能量范围为300 eV—1 GeV的质子入射硅时NIEL的计算.计算结果表明,MCNPX/HTAPE3X可用于计算高能质子在材料中产生的反冲核所引起的NIEL,结合解析方法和TRIM程序可计算得到由于库仑相互作用引起的NIEL.     

50GeV北京质子同步加速器环境辐射安全的预评价

中国科学院准备建造的50 GeV质子同步加速器 (简称BPS) 的地点拟选在北京十三陵附近。这里是中国著名的文化古迹和游览区,周围有一些居民点,又处在首都的上风、上水方向。因而,加速器在这里建成运行后对环境的影响,尤其是在辐射方面的影响,是人们非常关心的。本文表明,BPS对其环境的辐射影响是非常小的,围墙外杂散辐射水平可保持低于20毫雷姆/年;采取某些防护措施后,其排放到大气中的短寿命放射性气体所造成的“浸没”剂量不超过10毫雷姆/年;进入水中的放射性物质,按很保守的估计,也不会使排出水的放射性浓度高于中国“放射防护规定”中所列适用于居民饮水的露天水源限制浓度的1/10。采取本文中建议的防护措施后,BPS不构成对环境的污染。本文是在参考欧洲核子研究中心(CERN)及其它高能加速器的经验的基础上,根据中国的有关标准或规定,以及加速器的设计参数,由高能所和CERN合作完成的。     

膨胀的热的富重子夸克─胶子物质的双轻子产生的抑制

从完全核阻止的假定出发基于3+1维RHE研究了双轻子谱,并得到结论:如果在极端相对论性原子核碰撞中富重子的夸克-胶子物质真地产生了,那么随着初始重子密度的增加,在不变质量2mπ和1GeV之间双轻子的产生将会显示出强烈的抑制,而且将有一个反常的峰出现在不变质量0.75GeV附近.这些预言可以在CERN和Brookhaven即将开展的实验中得到检验.     

约束住了反质子

华盛顿大学的一个小组因将单个质子、电子和正电子长时间约束在Penning阱内,并进行了精确测量而闻名.今年七月他们获得了在 CERN 的 LEAR低能反质子环上进行一天实验的机会.他们在环上为明年的精确的反质子测量进行可行性试验时,成功地实现了反质子的约束. 这一实验的难度是显而易见的.反质子产生时的能量是GeV,LEAR的减速装置将其减速到21MeV.一般Penning阱中的静电器极场能约束的带电粒子能量应不大于几个eV.在这临时性的实验中,G.Gabrielse领导的华盛顿小组让LEAR出来的反质子通过一个厚的减速器使其减速到1keV.然后在这个临…     

1GeV附近的质子与中、重核的弹性散射

本文用"集体坐标与高能集团散射理论"的方法, 取Woods-Saxon势, 计算了1.04GeV质子与^40,42,44,48Ca、⁴⁸Ti、^58,60,62,64Ni之间的弹性散射微分截面; 1GeV质子与90Zr、²⁰⁸Pb之间的弹性散射微分截面. 结果与实验值符合得较好.     

CERN实验观测到疑似Higgs玻色子的粒子

2012年7月4日,欧洲核子研究中心（CERN）发布新闻说,当日在CERN举行的学术讨论会上,在大型强子对撞机LHC上进行的两个实验（AT-LAS实验和CMS实验）的负责人报告了他们寻找Higgs（希格斯）粒子的最新的初步结果.这两个实验都观测到一种新的粒子,其质量在125—126GeV范围内．该讨论会作为在墨尔本举行的国际高能物理会议（ICHEP）的序幕,通过视频与ICHEP相连接,同时通过互联网向世界各地研究机构的同行转播．     

探索高能质子-铍作用中领头重子Λ和Δ++的产生

分析E941实验数据库中19.6GeV质子轰击固定铍核所得到的产生粒子的实验数据, 通过质子与π介子对的搭配, 利用一种新的循环迭代的混合事件方法, 从复杂背景中, 提炼出领头共振态粒子Λ和Δ⁺⁺的信号.     

大型强子对撞机成功注入质子

2008年8月8日,欧洲核子研究中心（CERN）的物理学家成功地将注入到大型强子对撞机（LHC）的质子输送到3km远的探测器站．这对于9月10日将开始的运行是个好兆头．这次注入试验的目的是使LHC与作为注入机的加速器同步起来．当机器启动后,脉冲调制的磁铁以纳秒的精度将质子束团从一台加速器传送入到另一台加速器中．15点20分时,一小团质子由脉冲调制磁铁成功地从超质子同步加速器（SPS）引出,