新奇粒子和奇特物质的实验探索

根据理论预言及实验兴趣,我们设计了一系列实验,对轴子、重中微子、磁单极子、小电荷粒子和超重核块进行寻找。本文系统地报告这一系列实验工作,并且给出这些新奇粒子和奇特物质的限。     

全国优秀科技图书《粒子物理实验方法》介绍

过去十年,当代物理学的前沿——粒子物理学的研究取得了一系列重大进展。具有决定意义的原因是粒子物理实验手段和方法的进步。粒子物理实验的迅速发展丰富了人们对粒子的种类、基本性质的了解,深化了人们对粒子结构和相互作用基本规律的认识;有效地对有关粒子理论、假设作出检验和判决;对粒子物理研究提出新的课题,推动了理论发展。随着粒子科学的发展,     

对高能物理实验研究具有重要指导意义的一部著作──介绍荣获1982年度全国优秀科技图书一等奖的《粒子物理实验方法》

当前自然科学的基础研究正向着深度、广度迅速发展,其中一个重要方面就是对微观物质世界越来越深入的研究.粒子物理学是当前微观世界研究所达的最前沿学科.过去十年,粒子物理研究由于理论和实验两方面的密切配合和互相促进,取得了一系列重大的进展.粒子物理实验手段和方法的现代化,丰富了人们对粒子种类和基本性质的了解,深化了人们对粒子结构和粒子间相互作用的基本规律的认识,有效地对有关的粒子物理理论、假设作出检验、判定,对理论提出新课题,推动理论发展.若干年来理论界比较重视粒子理论研究成果的整理、总结,因此有关粒子理论的专著,…     

关于规范场和复合粒子

1983年和1984年,粒子物理学取得了若干重要进展.实验上发现了传递弱相互作用的中间玻色子 W±和 Z0,而且已观察到的基本性质与 Glashow-Weinberg-Salam的最小电弱统一理论的预言很好符合.这是对这个理论的直接的判定性检验,也是在粒子物理中杨-Mills规范对称性存在的第一个判定性证据.在发现W±粒子和Z0粒子之后不久,实验就表明Z0粒子有“反常辐射衰变”,即实验上观察到的Z0→1 1-γ衰变的分支比,比理论的予言约大一个数量级.在考虑了理论上的各种修正之后理论与实验的这个矛盾都不能解决.接着在实验中又观察到一系列“大横向丢失能量事…     

一维云粒子激光探测仪研制及探测数据分析

阐述基于Mie散射理论和激光技术而研制的云粒子探测仪的相关问题。利用m量级的小孔光阑模拟感应区域的散射光,并对系统的探测敏感区域面积进行测定;通过使用不同直径的标准粒子对系统进行标定,得到可靠的响应曲线,用于定量测量云粒子尺度谱及粒子数密度。在进行了一系列实验室内的实验之后,将仪器装载在飞机上进行穿云飞行测量实验,表明了该仪器在飞行过程中工作正常、稳定,并且能够即时地显示采样区内云粒子尺度谱分布和数浓度;通过分析探测得到的数据,并与云粒子谱分布进行比较,确认了探测数据有效可靠,反映了该仪器具有良好的测云能力。     

超高能宇宙γ射线所提出的疑问

在五十年代以前的二十多年里,几乎所有的新粒子都是首先从宇宙线中发现的.只是随着具有GeV能量和更高能量的加速器的相继建成,高能物理学家才逐渐把注意力转向加速器实验. 近几年建立起来的一系列新的超高能宇宙线粒子探测器已观测到从一些“点源”发射来的能量高于1015eV的高能宇宙线粒子.而在此之前人们还从未探测到能量高于1012eV的从点源发出的宇宙线粒子. 观测到从点源发出的超高能宇宙线粒子无疑会有助于解开七十多年来未能解决的宇宙线起源之谜.更重要的是,对这一系列观测进行分析得出的结果还向物理学家提出了一系列疑问. 高能原…     

J/Ψ粒子是由粲夸克和反粲夸克组成的束缚态的实验证明

叙述了J／ψ粒子是由粲夸克和反粲夸克组成的束缚态的实验证明的历史过程，以及发现J／ψ家族，一系列粲介子和粲重子的实验．人们可以从中获得有益的启示．     

Fe3O4@SiO2@An磁性纳米荧光粒子的制备及对锌离子的识别

通过微乳法一步合成了SiO2包覆Fe3O4的磁性纳米颗粒(MNP)并通过硅烷偶联剂将表面氨基化,进一步通过化学成键将荧光分子蒽修饰到氨基化的纳米粒子表面,制得Fe3O4@SiO2@An磁性纳米荧光粒子.采用XRD、TEM、FTIR等实验方法对该粒子进行一系列的表征,其直径约为9nm,常温时具有超顺磁性,通过外加磁场,能够使粒子从溶液中简单有效地分离.该粒子在溶剂中具有较好的分散性,荧光实验表明,对锌离子具有较好的选择性,在锌离子存在下基于光诱导电子转移( PET,PhotoinducedElectron Transfer)机理,粒子荧光强度显著增强,检出限为2.8571×10-5mol/L.     

揭开中微子和反中微子的马约拉纳神秘面纱——无中微子双贝塔衰变低温晶体量热器实验

中微子可能的马约拉纳粒子属性超出了目前标准模型的范畴,是粒子物理与核物理研究领域最重要的科学问题之一。无中微子双贝塔衰变(0vββ)实验是能够确定中微子马约拉纳属性的唯一途径。0vββ的发现可以揭示中微子绝对质量、轻子数破缺、物质—反物质不对称等一系列自然奥秘,是当今粒子物理与核物理研究的前沿课题。在探索无中微子双贝塔衰变的可选择实验方案中,低温晶体量热器具有高能量分辨率、高运行稳定性和低辐射本底的技术优势,成为新一代0vββ实验最具竞争力的探测器技术之一。文章首先介绍无中微子双贝塔衰变的研究历史,之后介绍低温晶体量热器及其最先进的代表——CUORE实验,最后展望关于我国锦屏地下实验室开展低温晶体量热器0vββ实验研究的前景。     

HL—1M等离子体加料密度特性

等离子体加料和密度控制是磁约束核聚变基本研究内容之一。HL－1M实验装置用8发PI系统与SMBI和GP组成联合加料系统,以它们相互配合进行了一系列放电实验,取得了丰硕的成果,本文就等离子体电子密度、改善约束特性与燃料粒子注入深度、放电装置器壁再循环的关系等结果作一介绍。     

直流电弧等离子体法制备纳米粒子实验装置研究

研制了一种实验室用直流电弧等离子体法制备纳米粒子的实验装置,该装置由纳米粒子生成室、阴极、阳极、真空泵和直流电源等组成。其特点是：结构简单、操作方便、成本低。该实验装置可用于制备金属纳米粒子、合金纳米粒子及金属一陶瓷复合纳米粒子。     

核与粒子物理专业实验教学改革和探索

 物理学是以实验为基础的学科。在核与粒子物理的研究方面,卢瑟福的α粒子散射实验首次实现了人工核反应,从此开始核物理时代。在20世纪,人们通过宇宙线观测实验和高能加速器实验,发现了许多奇异粒子和不稳定的共振态粒子等,极大地促进了核与粒子物理学的发展。核与粒子物理专业实验教学在大学生的实践能力与创新能力的培养方面起着重要的作用,是培养基础实、知识宽、能力强、素质高、创新型的大学生的重要环节之一。专业实验教学实验室应是高年级本科生的实践基地。我们原有专业实验教学体系已不能适应21世纪对人才的需求。     

三维时域有限差分法计算金纳米粒子尺寸与SERS活性的关联

通过合成一系列不同粒径(16～160 nm)的金纳米粒子.观察到120～135 nm的金纳米粒子在632.8nm波长激发下具有最高的SERS活性,这与前人报道的电磁场理论及实验的结果不同.利用三维时域有限差分法对金纳米粒子的SERS活性与其尺寸以及入射光波长的关系进行模拟计算.在632.8 nm激发线下,金纳米粒子二聚体体系在粒径为110 nm左右具有最佳增强效应,其光电场耦合最强的热点处的增强因子高达109考虑到体系的平均SERS增强因子通常会比最大值低约2个数量级,计算得到的107的增强因子与实验测量值相符.同时对目前实验上尚难以合成的大尺寸的金纳米粒子进行模拟,结果表明受多极矩和大尺寸效应的影响在粒径220 nm时又出现SERS增强另一峰值.在325 nm的紫外激发线下,计算得到的增强因子仅为102.     

核与粒子物理专业实验教学改革和探索

物理学是以实验为基础的学科。在核与粒子物理的研究方面 ,卢瑟福的α粒子散射实验首次实现了人工核反应 ,从此开始核物理时代。在 2 0世纪 ,人们通过宇宙线观测实验和高能加速器实验 ,发现了许多奇异粒子和不稳定的共振态粒子等 ,极大地促进了核与粒子物理学的发展。核与粒子物理专业实验教学在大学生的实践能力与创新能力的培养方面起着重要的作用 ,是培养基础实、知识宽、能力强、素质高、创新型的大学生的重要环节之一。专业实验教学实验室应是高年级本科生的实践基地。我们原有专业实验教学体系已不能适应 2 1世纪对人才的需求。专业实…     

CMS实验中希格斯粒子的寻找

2012年7月4日,欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)上进行的两个实验—ATLAS实验和CMS实验,发现了一个质量大约为125 GeV的新粒子。这个粒子后来进一步被证实,其与粒子物理标准模型预言的希格斯粒子的属性相吻合。文章首先简单介绍了希格斯粒子及其发现历程,以及LHC上进行的CMS实验,然后主要介绍了CMS上希格斯粒子的发现和它的性质的测量结果,以及中国科学家们在其中做出的重要贡献。     

高能极化粒子、反粒子总截面的对称性

本文把关于非极化粒子、反粒子对固定靶散射的И.Я.Померанчук定理推广到极化粒子、反粒子的情况,而得到在高能下一系列极化粒子、反粒子总截面的对称关系。     

Z~0粒子的反常辐射衰变

1983年1月和6月,欧洲核子研究中心先后宣布发现了电弱统一理论预言的传递弱相互作用的 W±粒子和Z0粒子,实验观测到这些粒子的产额、质量以及相互作用性质都和理论的预言在误差范围内很好符合.W±粒子和Z0粒子的发现是对电弱统一理论的直接验证,但是实验结果与理论预言的很好符合也对人们提出了一个新问题:要进一步发展理论应该从哪里入手?这个问题促使人们密切注视实验中显现出来的与已有理论预言明显不一致的现象。 发现Z0粒子之后不久,就显现出一个重要的反常现象,即 Z0粒子的反常辐射衰变.欧洲核子研究中心发现 Z0粒子的实验,是通过…     

基于尺度不变特征变换和区域互信息优化的多源遥感图像配准

为了进一步提高遥感图像配准精度, 提出了尺度不变特征变换(SIFT)结合区域互信息优化的遥感图像配准方法. 首先利用混沌序列的随机性和遍历性, 提出一种混沌量子粒子群优化(CQPSO)算法, 在量子粒子群优化(QPSO)算法迭代陷入早熟收敛时, 采用一种新的机理引入混沌序列, 进化粒子克服早熟. 图像配准算法分为预配准和精配准两个过程. 基于SIFT算法提取特征点, 经匹配和有效地外点排除完成预配准, 然后对匹配特征点坐标进行亚像素级微调, 通过最小二乘法求得一系列匹配参数构造初始粒子群, 最后利用混沌量子粒子群优化区域互信息完成精配准, 得到最优匹配参数. 用一些标准测试函数对所提出的CQPSO和QPSO及粒子群优化(PSO)算法进行了实验比较, 另外, 对SIFT, SIFT结合PSO算法优化区域互信息, SIFT结合QPSO算法优化区域互信息和SIFT结合CQPSO算法优化区域互信息(SRC)等四种算法进行了不同分辨率遥感图像配准实验比较和不同时相遥感图像配准实验比较, 实验结果验证了所提出的CQPSO算法的优越性和SRC配准方法的有效性.     

中、高能核物理的一些进展

自从1932年发现中子之后,人们确信原子核是由中子和质子组成的.在此基础上发展了一系列的模型理论.首先,尼尔斯·玻尔用液滴模型成功地解释了核密度的饱和性,随后发现了原子核的幻数现象,并由此建立了原子核的壳层结构模型.五十年代初期,奥格·玻尔又提出了描述原子核集体运动的综合模型,解释了一系列原子核的低激发态性质.六十年代以来,又发展了核多体方法的微观理论,在解释低能核物理现象方面,取得了相当的成功. 七十年代以后,随着实验精度的提高以及用高能粒子(或由此得到的次级粒子)轰击原子核的实验增多,这些新的高能核物理现象,给原子…     

新物理的探索——非加速器粒子物理实验的进展

 近十年来,非加速器粒子物理实验的进展引人注目.实验设备规模宏大,建造费用猛增,实验运行周期变长.去年八月二日至八日在新加坡举行的第二十五届国际高能物理会议上,非加速器粒子物理实验及其有关理论的报告占相当大的比重,引起与会者的广泛兴趣.加速器产生的粒子束能量与亮度是可控的,粒子束种类、飞行方向和到达时间可由实验人员调节与控制.几十年来,这种粒子源实验手段在高能物理的飞速发展中起了巨大作用.但是,无论是粒子的能量还是粒子的种类,自然界存在的粒子源远比人工粒子源丰富多样.人们往往是在自然界找到了新粒子源,然后在加速器中产生它,并进行精密的测量.这样的例子是层出不穷的.例如,α、β与γ射线就是在天然放射源中找到的.正电子、μ介子和奇异粒子也是在宇宙线中首次发现的.