北京谱仪（BESⅡ）上p和p^－鉴别的研究

以北京谱仪(BES)上常用的3种粒子鉴别方法为基础，充分利用BESⅡ所获取的R值扫描、J／ψ和ψ’数据中p，p^-以及其他带电粒子样本，对动量范围在0．3-1．2GeV的p和p鉴别方法进行分析研究．找到BESⅡ上p和p^-的最佳鉴别方法：动量低于0．6GeV只用dE／dx实现粒子鉴别，动量高于0．6GeV可用TOF或联合鉴别的方法，并给出p，p^-的鉴别效率以及本底的混入比例．     

加速器科学与技术

1998年直线加速器向储存环提供了4080小时的束流，包括注入能量为1．55GeV的束流。总运行效率达98.1％。表4．1．1是该年度的总体运行统计，表4．1．2为该年度的工作安排。     

封面说明

北京正负电子对撞机（BEPC）于1988建成后，成为τ-粲能区国际领先的对撞机，在1.89GeV的亮度为1．2×10^31cm^-2s^-1，取得了诸如τ轻子质量精确测量、R值测量和新粒子X（1835）的发现等举世瞩目的物理成果。为了争夺在τ-粲能区的物理成果，美国康奈尔大学于2000年提出了CESRc／CLEOc的计划，把束流能量从原来的5．6Gev降低到1．55-2．5GeV，在1．89GeV时的亮度达到6×10^-31cm^-2s^-1，超过了BEPC。     

BESⅡ上光子探测效率的研究

利用J/ψ→ρπ衰变道,对BESⅡ上BSC对于光子的探测效率做了细致的研究.结果表明在从探测器光子能量阈值直到BES上可产生的最大光子能量范围内,用目前的Monte Carlo可以在1%—3%的精度下模拟光子的探测效率.并且对Monte Carlo在探测效率上与数据的差别进行了详细研究.同时用质心系能量s=3.770GeV处的e+e–→γe+e–数据检验了高能区MonteCarlo和数据的探测效率都达到100%,并且在1%精度下是一致的     

软X光能谱仪探测元件晌应曲线标定

报道了软X光能诺仪探别元件的能量响应曲线标定工作．实验利用北京同步辐射装置-3W1B束经及反射率计靶室，在束流40—80mA、贮存环电子能量2.2GeV专用光运行模式下，在150—1500eV能区的四个能段，做了铝阴极X射线二权管、滤光片及擦入射平面反射镜能量响应标定实验，通过实验数据比对及分析，最终给出X射线二极管在不同能量段最大可能的测量误差范围。     

北京谱仪端盖簇射计数器的能量分辨及其模拟研究

利用北京谱仪J/ψ、ψ′、D_s能量下端盖簇射计数器(ESC)内的e⁺e^－末态事例,研究了电子簇射在ESC中单个计数管的脉冲幅度分布、击中单元总数分布和各读出层的击中单元数分布、沉积能量分布和总沉积能量的分布;得到能量分辨约为22%/E(GeV)在SOBER程序框架的基础上采用双高斯分布描述单计数管脉冲幅度谱,EGS4描述电磁簇射,考虑了三维磁场分布,完成了ESC蒙特卡罗模拟程序,模拟结果与实验数据符合很好.     

BESⅢ探测器粒子鉴别效率的蒙特卡罗研究

利用ψ（3770）DD衰变的运动学特性,通过分析工作在BEPC-Ⅱ上BESⅢ探测器在正负电子对撞质心系能量为3.773GeV处的e＋ e_ψ（3770）蒙特卡罗模拟事例,挑选出干净的介子和K介子样本,研究了BESⅢ粒子识别系统对带电粒子的鉴别效率。根据此方法,可以确定数据和蒙特卡罗样本在粒子鉴别效率方面的差异。     

中国极化电子离子对撞机探测器设计

核子是构成宇宙可见物质的最主要成分，也是研究强相互作用的最佳实验室。对核子内部结构的研究是当前理论和实验研究的重要前沿。在核子内部结构的实验研究中，电子- 离子对撞机(Electron Ion Collider, EIC)是最理想的装置，能提供核子内部最清晰的图像，是人类认识物质世界深层次结构，特别是核子与原子核结构最理想的工具。中国极化电子离子对撞机EicC项目，设想在已开建的HIAF 高能离子束的基础上进行升级:将离子束流升级成15~20 GeV 的极化束流，建设3~5 GeV 高能极化电子束流，实现质心系能量为10~20 GeV双极化电子- 离子对撞，在海夸克能区对核子内部结构进行精细测量，并对质子质量、奇特强子态等诸多重要物理课题展开研究。在本文中，我们开发了EicC 快模拟软件，对探测器性能进行参数化模拟；通过物理模拟汇集EicC探测需求，利用探测器模拟软件进行优化并提出EicC 探测器谱仪的初步设计方案。该谱仪方案提供了接近全立体角的覆盖范围和大动量范围内的粒子鉴别能力，兼顾EicC项目丰富的物理课题。     

在周期场中类氢原子的1s,2s,2p基态的能级

取1/Z/(me~2)为长度单位,Z~2(me~4/~2)为能量单位,则类氢原子的波函数ψ(r)满足 -1/2ψ-1/rψ=Eψ。 (1)在周期场中,采用Wigner-Seitz近似,以等体积原子球代替原子多面体,则在半径r_0处基态ψ满足边界条件(由ψ的周期性质和对称性质得到) (ψ/r)_r_0=0,对1s,2s; (2) (ψ)_r_0=0,对2p。(3) 根据严格的合流超几何函数的波函数,利用Slater的表和库伦波函数表,可以得到能量与原子球半径r_0的数值关系(见表1)。     

基于微波-电子康普顿背散射的环形正负电子对撞机束流能量测量方案

环形正负电子对撞机(CEPC)束流能量的精确标定是希格斯粒子质量宽度、W/Z玻色子质量的精确测量,从而精确检验标准模型的基本实验依据.基于此,束流能量的误差控制要求在10~(–5)水平.康普顿背散射方法是适用于百GeV高能电子对撞机束流能量高精度标定的测量方法.本文拟采用微波电子康普顿背散射后对散射光子能量的精确测量,来反推CEPC束流能量,理论预计精度可达到3 MeV左右.首先根据设计需求选定圆波导传输TM01模微波,并求解该条件下的电磁场分布情况及坡印廷矢量.根据波导内光子分布传输情况提出设计思路简化计算的复杂程度,结合高纯锗探测器灵敏度、同步辐射本底等限制条件联立方程求解符合设计要求的参数.使用最优的一组波导内径、微波波长、电子入射角数据求得微波功率为100 W时的微分散射截面对能量的导数及对撞亮度,进一步求得15 MeV能量的散射光子数密度,根据该能量下同步辐射光子数密度的大小分析了信噪比.理论上论证了该方案的可行性并讨论了该方案有待进一步研究的技术难点与问题.     

美国连续束电子加速器的能量升级到12GeV的科学与实验设备

驱动美国托马斯杰斐逊国家加速器装置（Thomas Jefferson National Accelerator Facility，简称JLab）的能量升级到12GeV的科学是研究胶子激发和色禁闭的起因，研究原子核的构件——核子是如何由夸克和胶子构成的，研究原子核的结构及寻找新物理等的一门科学，实验设备是12GeV的加速器、各种超导磁谱仪及极化靶等，在能量为12GeV的加速器中，将采用深度遍举过程和极化实验。     

弯管缺陷形状与位置对超声导波传播特性影响*

基于超声数值模拟,研究椭圆形冲蚀缺陷的几何尺寸和位置与接收端超声波能量之间的关系。通过控制椭圆形冲蚀缺陷几何尺寸,研究缺陷在弯管θ= 0°且ψ= 20°位置处,不同几何尺寸的缺陷对接收端压电传感器(PZT)时域信号能量的影响。此外,为研究相同几何尺寸的椭圆形冲蚀缺陷位于弯管不同位置时,对接收端时域信号能量的影响,椭圆形冲蚀缺陷位于弯管以下位置：ψ= 20°且θ取值范围为0°~ 30°,每间隔2.5°取一个值;θ= 0°且ψ取值范围为15°~ 45°,每间隔2.5°取一个值。数值模拟结果表明：缺陷位于弯管θ= 0°且ψ= 20°位置处,随着缺陷面积增加,接收端上侧PZT时域信号能量减少;随着缺陷深度和缺陷深度与面积都增加的两种情况下,上侧PZT时域信号能量均出现先减小,当缺陷深度达到弯管厚度的75%(6 mm)时,上侧PZT时域信号能量再增加;相同几何尺寸的缺陷位于弯管θ= 0°,随着ψ增加,上侧PZT时域信号能量先减小后增加;相同几何尺寸的缺陷位于弯管ψ= 20°,随着θ增加,θ与 呈现出单调递增的关系。通过上述结果可知,椭圆形冲蚀缺陷的几何尺寸和位置与接收端时域信号能量之间存在相关性,基于此可通过能量变化实现对缺陷几何尺寸大小和位置的评估。     

核物质中的π, K, ρ和η物理

介绍了入射能量约1 A GeV时的重离子碰撞产生的介子物理, 分析了SIS和Bevalac两个重离子加速器的实验数据中显示的介质效应, 特别是手征对称性在有限密度时的部分恢复信号, 指出了目前理论研究中存在的问题, 最后讨论了兰州重离子加速器CSR可以进行的介子物理研究.     

CSRm内靶实验中的轻离子束流寿命模拟研究

 建立了内靶对兰州冷却储存环主环束流影响的单粒子跟踪模拟程序,对pellet小丸靶和碳靶对束流带来的负面影响进行了模拟研究,主要讨论CSRm内靶实验中的束流存活率和束流寿命状态。结果显示利用厚度为1×10¹⁶ atoms×cm^-2小丸内靶时,2.6 GeV质子束流寿命在100 s量级,而对于目前技术水平下的碳膜靶 (厚度为 5×10¹⁷ atoms×cm^-2),质子束流寿命为s量级;束流寿命和束流能量基本成正比关系,束流寿命和内靶厚度近似成反比关系。     

北京谱仪上J/ψ→γπ~0、γη、γη—'→3γ衰变道的分支比测量

分析Ｊ／ψ衰变终态为三个光子的衰变道，测量得到了衰变道Ｊ／ψ→γπ０和Ｊ／ψ→γη’的分支比分别为Ｂｒ（Ｊ／ψ→γπ０）＝（４．６±１．１）×１０－５和Ｂｒ（Ｊ／ψ→ッη＇）＝（４．１２±０．８２）×１０－３；相对分支比Ｆ（Ｊ／ψ→γη’）／Ｆ（Ｊ／ψ→γη）＝４．７９±０．８５，在实验误差范围内与两个理论模型的预言都能一致。     

相对论重离子碰撞的末态π介子横动量分布

用横向膨胀流体力学模型研究了质心系能量为S=20GeV的¹⁶O－Au碰撞的末态π介子的横动量分布,考虑了膨胀气体的成分影响,取更合理的能量密度的初始条件后,和NA35实验数据比较,其结果虽然比D.Kusnezov的计算更较好接近实验数据,但仍不足以完全解释实验.     

激光驱动强流电子束产生和控制

在惯性约束聚变(ICF)电子束快点火物理方案中,需要超强拍瓦激光脉冲驱动MeV能量的强流电子束,并沉积数十kJ能量到压缩氘氚芯区。强流电子束的束流品质是影响点火成功的关键因素之一,为深入了解强流电子束产生物理过程,研制成了三维高性能、适应上万CPU核规模的并行粒子模拟程序,并开展了大规模数值模拟研究,探索了强流电子束的产生机制和输运规律。回顾了近几年来快点火研究团队围绕强流电子束产生和控制开展的研究,介绍了导致束流品质差的两大物理原因:预等离子体效应和束流不稳定性磁场的随机散射。针对这两个物理原因,提出了四种提高强流电子束品质的方法:(1)双层金锥靶减弱预等离子体的负面效应;(2)输运丝产生环向磁场准直强流电子束;(3)外加磁场导引强流电子束提高耦合效率;(4)抑制束流不稳定性以降低随机磁场对电子束流的散射。     

3厘米的10亿电子伏加速器

在过去的一个世纪中，用于核物理与粒子物理研究的加速器所加速的粒子能量从几千电子伏（keV）、几百万电子伏（MeV）直增加到几十亿电子伏（GeV）．让这样高能量的粒子轰击物质可以生成瞬间的小规模的早期宇宙．如今，在短时间内把粒子加速到更高能量的研究工作已经迈出了值得注意的一步．     

快重离子束实现点火的可行性

采用蒙特卡罗方法计算了低温下C,Si,Ar,Au和U等多种重粒子在等物质的量氘氚等离子体密度1000 g/cm3、热斑直径50 m中的电子能量损失,不同点火形式下入射能量和作用时间,以及燃料约束时间为20 ps条件下的束流强度。通过对数据的分析研究了这些重粒子辐照实现氘、氚燃料快点火的可能性。结果表明,重粒子束流加热等离子体实现快点火理论上可行,而且有一定的优势;较重的离子加热聚变等离子体的效果更好。重粒子束流加热等离子体到聚变温度需要的束流强度在MA左右;单个粒子的能量在GeV以上;相互作用时间为ps以下。     

相位差与一般相干迭加态压缩特性

研究一般相干态的迭加态|ψ＞=a|β＞ beiψ|mβeiδ＞的k次方压缩特性,结果表明:一般相干态的迭加态和量子涨落的k次方压缩,在m=1时可表为k≠2nπ/δ,此处n是整数;在m≠1时,压缩的次方数可以是偶数也可以是奇数;当δ=π时,无论m[m∈(0.∞)]取何值均存在奇次方压缩,当δ=π/2时,无论m取何值均存在奇次方压缩和偶次方压缩.这说明参数相位差δ对一般相干态的k次方压缩的次方数起关键性的作用.