邮票上的物理学史（64）--天体物理学:新的观测手段(续)

空间技术的发展,使得有可能建造空间观测站,到太空去观测,由此建立了空间天文学.它带来的好处是:①突破大气窗口限制,把观测波段从可见光和射电波扩展到电磁波全波段,包括红外、紫外、X射线和γ射线.我们还记得,天体物理学是伴随着光谱分析而建立起来的,依靠望远镜收集的一点星光,通过测量天体的亮度和分析天体的光谱,就建立了天体物理学,现在将观测扩展到全部电磁波段,得到的信息、发现的现象就更多了.②对地面能观测的波段,也减轻或消除了大气湍动的影响,提高了分辨本领.对光学望远镜成像主要有三个限制:衍射;大气宁静度;望远镜本身的缺陷.事实上,对一些大口径望远镜,大气湍动对成像的破坏作用远远超过了衍射限制.     

邮票上的物理学史(67)--天体物理学:星云和星系

比恒星更高的天体层次是星系.我们怎么知道有星系这个层次存在呢?我们自己属于哪个星系?     

邮票上的物理学史(65)--天体物理学:恒星及其演化

天体物理学的研究对象,按照其尺度可以分为四个层次:行星和行星系(特别是太阳系)、恒星、星系和宇宙.天文学的历史表明,对每个层次的认识都经历了积累观测资料、归纳经验规律(数学模型)、建立理论体系(物理模型)三个阶段.这个类似三部曲的认识过程在对太阳系的认识中表现得最为典型,三部曲的每一部都有自己的主人公:第谷、开普勒和牛顿.在这个三部曲中,归纳经验规律处于重要地位,它既是观测和资料积累的目的,又是建立模型和理论的起点.下面我们将按照这一线索,介绍我们对另外三个层次的认识和有关的邮票.     

邮票上的物理学史(66)--天体物理学:恒星及其演化(续)

1967年,剑桥大学卡文迪什实验室的射电天文学家休伊什领导一个小组,研制了一台射电望远镜,以观测小角直径射电源的行星际闪烁现象.和其他射电望远镜相比,它的特点是时间分辨率达到0.1 s,能够记录快速变化的信号(当时不知道有发射快变信号的射电源,为了平滑掉噪声,普遍将接收机设计成只能接收经过几 s积分的平均信号).休伊什让他的研究生贝尔(女)负责观测和分析数据.贝尔做事是极其认真细致的.     

邮票上的物理学史(73)--现代光学

现代光学的进展主要集中在四个方面：信息光学,激光,非线性光学,光电子学．     

邮票上的物理学史(26)--热学的宏观理论

与热学有关的邮票不多.许多对热学的建立作出了巨大贡献的科学家,如迈耶、焦耳、卡诺、克劳修斯、吉布斯等,迄今都没有发行过与他们有关的邮票,因此我们沿着邮票轨迹对热学历史的追踪将是极其粗线条的.     

邮票上的物理学史(59)--加速器·物理实验的大型化(续)

用回旋加速器加速粒子的能量 ,实际上要受到D形盒大小 (即磁极大小 )和磁场强度的限制 .为了提高粒子能量 ,加速器越做越大 ,带来了许多技术问题 .例如D形盒内高真空度的保持 ,磁铁的建造和供电等 .此后 ,劳伦斯一心专注于组织管理工作 ,他筹措经费 ,招揽了电工、无线电、探测器等各方面的人才 ,发挥了其高超的组织才能 ,分工协作 ,在自己周围形成了一个坚强的研究集体 .他只对加速器的开发和性能的提高感兴趣 ,将各种技术工作以及加速器在科学上的应用研究都交给合作者去完成 .他的合作者之一塞格雷评论劳伦斯说 :“从本质上看 ,他更像一…     

邮票上的物理学史(78)--诺贝尔物理学奖

每年10月上旬,人们的目光都移向斯德哥尔摩,都在猜测：本年度的诺贝尔奖将花落谁家?诺贝尔奖是科学界的最高荣誉,每年一度的诺贝尔奖,对于把公众的注意力引向当前的科学前沿起了不可替代的作用．     

邮票上的物理学史(74)--电子学

电子学是一门应用科学,用来研究和利用电子在真空、气体和固体中的运动及其和电磁波的相互作用,特别是制成各种电子器件,为信息、能源和材料科学服务．前面说过,电子学和无线电波的研究和应用是分不开的,二者合起来构成无线电电子学．我们分成了两节来介绍,前面已介绍过无线电,本节专门讨论电子器件的发展,一是因为内容大多,二是因为晶体管是在固体能带论和半导体物理学的指导下发明的,在凝聚态物理学之后来讲更合适．     

Astrophysics and Cosmology

The Review summarizes much of particle physics and cosmology.Using data from previous editions,plus 3,062 new measurements from 721 papers,we list,evaluate,and average measured properties of gauge bosons and the recently discovered Higgs boson,leptons,quarks,mesons,and baryons.We summarize searches for hypothetical particles such as supersymmetric particles,heavy bosons,axions,dark photons,etc.All the particle properties and search limits are listed in Summary Tables.We also give numerous tables,figures,formulae,and reviews of topics such as Higgs Boson Physics,Supersymmetry,Grand Unified Theories,Neutrino Mixing,Dark Energy,Dark Matter,Cosmology,Particle Detectors,Colliders,Probability and Statistics.Among the 117 reviews are many that are new or heavily revised,including new reviews on Pentaquarks and Inflation.     

News and Views: Challenges of Relativistic Astrophysics

I discuss some of the most outstanding challenges in relativistic astrophysics in the subjects of compact objects (black holes and neutron stars), dark sector (dark matter and dark energy), plasma astrophysics (origin of jets, cosmic rays, and magnetic fields), and the primordial universe (physics at the beginning of the Universe). In these four subjects, I discuss 12 of the most important challenges. These challenges give us insight into new physics that can only be studied in the large scale universe. The near-future possibilities, in observations and theory, for addressing these challenges are also discussed.     

天体物理中爆发性核合成

简要地评述天体核过程,着重讨论爆发性氢燃烧过程,并利用最新的反应率实验数据对氢燃烧过程进行了计算.指出从热pp链通过¹¹C的质子辐射俘获反应进入CNO循环的反应流量可以超过3α过程的流量.用¹⁸F(p,γ)和(p,α)反应的新反应率计算的¹⁸F生成丰度比旧反应率给出的丰度要大1.8倍.对在X射线爆的典型天体物理条件下的快质子(rp)过程的计算表明,“等待核”⁸⁹Ru和⁹³Pd的β衰变寿命的新实验数据给出的该2核的生成丰度,比旧实验数据给出的值要大4倍.     

Astrophysics and underground physics

Summary High-energy astrophysics is critically discussed, covering supernova explosions, single and binary neutron stars and active galactic nuclei as well as some acceleration mechanisms like homopolar induction (in a rotating magnetized conductor), radial boosting by strong magnetic waves, electric discharges in clumped accretion flows and the grindstone effect of plasma falling on a rotating magnet. It is not clear whether the highest particle energies in the Galaxy are achieved in single-step or in coherent multiple-step accelerations.

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Riassunto Si discute criticamente l'astrofisica delle alte energie, includendo le esplosioni di supernovae, le stelle di neutroni singole e binarie e i nuclei galattici attivi oltre ad alcuni meccanismi di accelerazione come l'induzione omopolare (in un conduttore magnetizzato ruotante), boosting radiale mediante onde elettromagnetiche forti, scariche elettriche di flussi di accrescimento raggruppato e l'effetto a mola del plasma in caduta su un magnete ruotante. Non è chiaro se le energie piú alte delle particelle nella Galassia si raggiungono in accelerazioni ad un singolo passo o a molti passi coerenti.

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Резюме Критически обсуждаются вопросы астрофизики высоких энергий, включающие: взрывы сверхновых, отдельные и бинарные нейтронные звезды, ядра активных галактик, а также механизмы ускорения, подобные гомополярной индукции (при вращении намагниченного проводника), радиальное усиление благодаря сильным магнитным волнам, электрические разряды в аккретирующих потоках и эффекты ?точильного камня? в плазме, падающей на вращающийся магнит. Отмечается, что не ясно, как возникают в Галактике частицы сверхвысоких энергий: за счет одноступенчатого механизма ускорения или в результате когерентных многостуненчатых ускорений.

     

我国核天体物理前沿研究进展

核天体物理是研究微观世界的核物理与研究宏观世界的天体物理融合形成的交叉学科,其主要研究目标是:宇宙中各种化学元素核合成的过程、时间、物理环境、天体场所及丰度分布;核反应（包括带电粒子、中子、光子及中微子引起的反应、β衰变及电子俘获）如何控制恒星的演化过程和结局。近十多年来获得的大量实验和理论研究使核天体物理研究进入了一个蓬勃发展的新阶段。文章总结了以兰州重离子加速器、北京串列加速器和国家天文台为基础,结合国际合作,在核天体物理研究领域对直接测量、间接测量、衰变测量、质量测量、理论计算、网络计算、天文观测等关键科学问题进行的研究进展。也展望了核天体物理的关键科学问题,这些关键问题包括:（1）在地面实验室、尤其是地下实验室开展天体物理能区重要热核反应截面的直接测量;（2）高能区带电粒子反应截面向天体物理能区的合理外推;（3）恒星平稳核燃烧阶段和爆发性天体事件中关键核反应截面的间接测量;（4）爆发性天体事件中所涉及的大量远离稳定线核素的质量、衰变特性和共振态性质的研究;（5）建立并不断完善核天体物理数据库,发展网络模拟程序,系统研究元素核合成的天体场所、丰度分布;（6）宇宙中铁以上元素的来源之谜。Nuclear astrophysics is an interdisciplinary research field. It composes of nuclear physics, which studies micro phenomena, and astrophysics which studies macroscopic phenomena in our world. The main research goals of nuclear astrophysics are:(1) how, when and where chemical elements are synthesized and what is their final abundance distribution in the universe; (2) how nuclear processes (reactions induced by charged particles, neutrons, photons and neutrinos, beta decays and electron capture processes) determine the evolution and the ultimate fate of stars. At present, nuclear astrophysics has been developed into a new prosperous stage with a huge number of experimental and theoretical progresses. This paper summarized the current progress of nuclear astrophysics in China, in the subfiels of direct and indirect measurement of key reactions, measurement of mass and decay, as well as the theoretical calculation and network simulation. In present paper, the prospects to solve the key scientific nuclear astrophysics problems are represented. These key problems include (1) direct measurement of important reactions at astrophysical energies in the laboratory on the earth surface and in the underground laboratory; (2)extrapolation of cross sections at higher energies for the reactions induced by charged particles; (3) indirect measurement of key reactions in the hydrostatic and explosive nuclear processes; (4) study of the mass, the properties of decay and resonant states for the nuclides far from the stability line in explosive astrophysical events; (5) establish and improve the database for nuclear astrophysics, and develop network simulation codes, and systematically study astrophysical sites and abundance distribution of nucleosynthesis; (6) origin of the elements heavier than iron in the universe.