宇宙线天体物理研究进展

由于天体粒子物理涉及的研究领域太宽,本文拟以宇宙线总的能谱特征为线索,分段介绍各能区的研究前沿,总结有关宇宙线的起源、传播和成分的理论模型和相应的观测实验进展,并简要介绍相关的高能领域,例如γ暴(GRB),中微子,暗物质,超对称(SUSY),大统一理论(GUT)。这些理论在某种程度上暗示着极高能宇宙线的产生机制,并可能意味着需要新的超出标准粒子物理模型的理论来解释GZK截断(GZK Cutoff)的疑难问题。对高能天体物理的研究可以拓宽人类对早期宇宙的认识,为新物理理论模型提供检验的证据,为人类认识自然提供了另一扇窗口。     

塑料闪烁体对带电粒子的光响应

具有许多优点的塑料闪烁体广泛应用在粒子物理中. 高能高电荷情形下塑料闪烁体的光响应研究在高能物理和宇宙线物理中有着重要意义. 芝加哥大学的高能宇宙线实验, 除了获得许多重要天体物理结果, 还为塑料闪烁体对高电荷相对论粒子的光响应研究积累了资料. 本文介绍上述宇宙线实验和资料分析结果并对塑料闪烁体的非线性光响应进行讨论.     

向您推荐《高能物理》科普杂志

《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》主要刊登内容为:粒子物理与核物理的基本理论、实验和研究方法、当今最新成果的介绍; 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→基本粒子→层…     

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近年的宇宙线物理研究

本文在介绍宇宙线物理研究的一般情况之后，侧重介绍近年来对超高能粒子物理、甚高能和超高能的宇宙γ源、宇宙中微子和宇宙暗物质的研究情况．     

宇宙线天体物理中的几个重要问题

宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流,研究宇宙线的起源、加速、传播机制及其所涉及的天体物理和宇宙学过程是宇宙线天体物理研究的重要内容。本文介绍并讨论其中几个涉及物理学一些基本问题的重要课题的研究现状及前景,其中包括极高能宇宙线的观测研究,太阳中微子能谱的实时测量,宇宙线中新粒子的搜寻等。     

宇宙线天体物理中的几个重要问题

宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流，研究宇宙线的起源、加速、传播机制及其所涉及的天体物理和宇宙学过程是宇宙线天体物理研究的重要内容。本文介绍并讨论其中几个涉及物理学一些基本问题的重要课题的研究现状及前景，其中包括极高能宇宙线的观测研究，太阳中微子能谱的实时测量，宇宙线中新粒子的搜寻等。     

大型高海拔空气簇射观测站

在羊八井宇宙线观测和研究的基础上,科学家又提出了建设一座高海拔空气簇射观测站(LHAASO)的计划。LHAASO的核心科学目标是探索高能宇宙线起源以及相关的宇宙演化、高能天体演化和新物理前沿的研究。通过开展全天区γ源扫描并精确测量Y能谱,积累各种γ源的统计样本,通过对辐射机制的探索发现高能粒子的加速源,测量单成分宇宙线能谱,确定"膝"的位置,实现空间的宇宙线直接测量和地面的空气簇射测量之间的无缝连接,完成宇宙线能谱的     

高能中微子与宇宙线的多信使研究

 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 （large hadron collider）所能加速粒子能量的千万倍。但宇宙线的起源至今仍是未知之谜^①。近些年研究表明，高能宇宙线应来自于宇宙中的天体，因而宇宙线研究属天体物理和粒子物理的交叉学科^②。     

沟通微观和宏观世界的重要桥梁——宇宙线物理学

自从宇宙线发现七十多年来,它为人类认 识微观和宏观世界作出了重大贡献.在高能加 速器问世以前,宇宙线作为唯一的高能粒子源 对微观世界的研究曾有过一系列的重大发现: 如正电子、μ子、电磁级联过程、核级联过程、广.延大气级联现象、介子、K介子和超子等等, 从而开辟了粒子物理这门重要的前沿学科.直 至现在,宇宙线研究仍然起着“尖兵”探路的作 用.另一方面,从宇苗线发现之日起,一直推动 着天体物理和地球物理的发展.由于它产生于 宇宙空间,它的产生、加速和在广阔空间的传 播,自然与空间环境和地球有着密切关系.例 如,宇宙线地球纬度…     

太阳宇宙线地面增强事件(GLE72)峰值能谱研究

太阳宇宙线地面增强事件(GLE)能谱可以提供宇宙线加速和传播过程的重要信息.利用GOES15卫星和地面中子堆实验数据分析了最近一次GLE事件(2017年9月GLE72)的质子峰值能谱,得到卫星观测能段的质子峰值能谱的能谱指数为1.88,中子堆观测能段的能谱指数为4.86.利用高能太阳粒子的二重加速机制对能谱结果进行了定性的理论解释. GLE72质子峰值能谱结果对LHAASO等大型地面宇宙线观测阵列中更高能量粒子具有重要参考价值.     

极端超高能宇宙线的天体起源含磁单极的活动星系核模型

首先介绍了极端超高能宇宙射线的探测现况和理论研究中的困难. 从作者自己1985年前后提出的高速旋转的含磁单极的活动星系核模型出发，提出极端超高能宇宙线的天体起源的新理论模型. 其核心思想在于利用磁单极催化核子衰变, 产生高能带电粒子. 在Lorentz变换下, 含磁单极天体的径向磁场诱导出一直延伸到很远处的电场. 在这个电场的加速下，荷电粒子(结合一系列物理过程)可以到达10²¹eV的能量. 而且具有同观测相比较的流量.     

火眼辣叟——高海拔宇宙线观测站(LHAASO)首批科学成果发表

高海拔宇宙线观测站是我国"十二五"期间批准立项的国家重大科技基础设施.英文名字为Large High Altitude Air Shower Observatory,缩写LHAASO,读音为辣叟.Air Shower是高能粒子(宇宙线)在大气层中诱发的一场以接近真空中的光速传播的高能粒子"雨".当宇宙线垂直于地面传播时...     

我国的宇宙线物理研究六十年

为纪念宇宙线物理诞生100周年,文章介绍了中国的几位老一辈的物理学家在宇宙线和粒子物理研究中曾做出的卓越贡献,回顾了中国60年来,特别是最初阶段,新中国的宇宙线研究的发展历程,对研究的不同阶段取得的成果举例做了介绍.     

10~(15)eV附近初级宇宙线能谱指数的测量

本文介绍一个通过测量高能宇宙线初级粒子在广延大气簇射中发射的切伦柯夫光脉冲来确定初级宇宙线能谱的方法和装置.给出了在能量范围2.9×10~(14)-4.0×10~(15)eV内,初级宇宙线积分能谱幂指数γ=1.80±0.11.     

宇宙线广延大气族射研究的进展

本文扼要地介绍和评论了宇宙线广延大气簇射研究的现状、成就和问题,并就如何区分开超高能核作用特征和宇宙线原初成分的纠缠以克服目前物理结论上的二义性问题作了讨论,也就在我国开展宇宙线超高能研究的途径提出了看法。     

卓越的实验物理学家 真诚的爱国者——肖健先生

 肖健先生是我国著名宇宙线物理学家和高能物理学家。他毕生致力于宇宙线和高能实验物理研究,在国内建立了最早的高山宇宙线观测站,是我国宇宙线物理的创始人之一。他在学术上有很深造诣,进行了大量开拓工作。他在国内首先将现代数理统计和计算机技术引入高能物理实验,为在线数据获取和离线分析打下基础。     

μ子寿命测量实验

根据粒子的平均寿命测量原理,采用大面积塑料闪烁探测器和可编程逻辑器件设计了宇宙线μ子寿命测量的实验教学装置,使用该装置可实现对宇宙μ子寿命的直接测量.通过该实验,可使学生对高能物理理论、高能粒子探测器、高能粒子探测技术和数据获取、处理有整体的理解和认识.本文从实验教学内容和教学方法上对μ子寿命测量实验进行了探讨.     

宇宙线研究进展评述与展望

近年来,宇宙线探测技术发展迅速,天基和地基宇宙线实验均取得了多项重要成果,打破了宇宙线研究领域多年来的沉寂.多手段复合观测是精确测量宇宙线能谱和成分的必要途径,甚高能伽玛射线天文学成为探索宇宙线起源这一世纪之谜的最有效手段.高海拔宇宙线观测站(LHAASO)计划将以最高的超高能伽玛射线探测灵敏度和甚高能伽玛射线巡天灵敏度以及最宽的宇宙线能量覆盖范围探索领域的基本问题.     

宇宙线广延大气族射研究的进展

文扼要地介绍和评论了宇宙线广延大气簇射研究的现状、成就和问题,并就如何区分开超高能核作用特征和宇宙线原初成分的纠缠以克服目前物理结论上的二义性问题作了讨论,也就在我国开展宇宙线超高能研究的途径提出了看法。