超高能宇宙线

宇宙线是以接近于光速在空间穿行的粒子，这些粒子大多是质子，有时是重原子核．在地面探测到的一些宇宙线来源于宇宙里发生的剧烈事件，如超新星爆发．但我们至今仍不知道曾经探测到的自然界中最高能量粒子的来源．     

带电粒子与超晶格相互作用及其超高能粒子识别

讨论了非沟道粒子与晶体的相互作用及其渡越辐射, 并将渡越辐射同沟道辐射进行了比较, 结果表明, 渡越辐射对沟道辐射的贡献主要是在长波区域使沟道辐射的本底增强; 由于超晶格是由两种不同介电性能的材料交替生长而成的多层薄膜结构, 它的渡越辐射比较强. 正是这个特点, 可望利用超晶格的渡越辐射来识别超高能粒子.     

关于超高能宇宙线作用的非弹性度

分析了超高能宇宙线的核子-空气核和核-空气核作用的非弹性度,并讨论了核碰撞几何对它的影响.     

超高能中微子天文学实验现状

 中微子在粒子物理的标准模型中是一组很特殊的粒子，它们质量最轻（在标准模型中没有质量）因而几乎不受引力影响，不带电荷因而不受电磁相互作用的影响，只参与弱相互作用，但其寿命几乎是无穷长。如果中微子产生于遥远的高能天体，在到达地球的漫长传播过程中其路径不会被遍布宇宙的磁场所改变。中微子的这些特性使它与光子一起成为绝佳的天文学信息传播者，成为正在崛起的新兴中微子天文学学科发展的强劲原动力。与传统的光子天文学相比，中微子具有更加优越的特性，即不会与弥漫全宇宙的3K宇宙学背景光子发生作用，从而能够打开高于光子天文学所能工作的能量区域的观测窗口，譬如在高于10¹⁵电子伏特（记为PeV）的“超高能”区，探测中微子成为唯一的天文观测手段。 …………     

Ultra-high energy cosmic rays threshold in Randers-Finsler space

Kinematics in Finsler space is used to study the propagation of ultra high energy cosmic rays particles through the cosmic microwave background radiation. We find that the GZK threshold is lifted dramatically in Randers-Finsler space. A tiny deformation of spacetime from Minkowskian to Finslerian allows more ultra-high energy cosmic rays particles to arrive at the earth. It is suggested that the lower bound of particle mass is related with the negative second invariant speed in Randers-Finsler space.     

较低能区质子与核弹性散射相对论性的研究

在能量低于300MeV的能区中讨论了含有罗仑兹不变性的相对论性光学势.并用严格的分波方法求解含有标量势和矢量势的Dirac方程.对质子在300—65MeV能区中与⁴⁰Ca核作计算并与弹性散射微分截面dσ/dΩ,分析本领A_y(θ)和自旋转动函数Q(θ)的实验结果比较.看到改进了的相对论性光学势与这些实验值符合甚好.     

质子散射对16O原子核α结构的检验

利用质子散射作为手段对¹⁶O的α粒子结构模型进行了检验.基于4α结构模型,对跨度整个中能区的质子与¹⁶O核的弹性角分布进行了无自由参数的计算.理论与实验基本符合.     

强子-强子核相互作用参数化模型在超高能宇宙线研究中的应用

在混合初级宇宙线成分的假定下,用参数化模型描述强子-强子相互作用过程,模拟超高能宇宙线粒子在大气中的行为,并将模拟计算结果同高山乳胶室的实验数据进行了细致的比较与讨论.同时详细讨论了碎裂区次级粒子平均横动量取值对模拟计算结果的影响.     

小型宇宙射线探测仪的模拟和测量

介绍了一款小型宇宙射线探测仪。该仪器具有宇宙射线科普演示功能,主要用于实时测量μ子射线并显示计数,以及长时间尺度下（年）稳定地对不同角度的次级宇宙线通量进行监控记录。简要地展示了探测器的硬件构造和探测效率的模拟计算。探测仪单个探测器的探测效率为93.1%,两个探测器符合测量的探测效率为86.6%。根据探测器的计数率以及模拟计算的探测效率,估计了次级宇宙射线垂直地面方向的通量,为J=29±3 m-2 sr-1 s-1。另外,利用该宇宙射线探测仪,测量了兰州市区的次级宇宙射线的天顶角分布。其结果很好地满足I（θ）=IH+I₀ cosα θ经验公式,其中的角度依赖参数α=2.42±0.52。A small cosmic ray device is introduced in this paper.It has the demonstration function for popularization of science,and can be used mainly to display the μ counts in a real-time measurement,and to monitor the secondary cosmic ray flux at different angles in a very long time scale (years).We briefly show the hardware of the device and the detecting efficiency calculation by simulation.The detecting efficiency for one detector of the device is 93.1%,and the detecting efficiency is 86.6% for the coincidence measurement of two detectors.Based on the count rate by the detector and the simulated efficiency,the secondary cosmic ray flux perpendicular to the ground surface is measured,which is J=29±3 m-2sr-1 s-1.Moreover,with an application of the device,we measured the angular distribution of the secondary cosmic ray rate in Lanzhou City.The resulting angular distribution agrees well with the empirical formula as I(θ)=IH+I₀ cosα θ,in which the parameter for the angle-dependence is α=2.42±0.53.     

献身祖国核科技事业的一代先驱——纪念王淦昌诞辰100周年

王淦昌先生是我国著名核物理学家、中国科学院资深院士、“两弹一星”功勋奖章获得者、我国实验原子核物理、宇宙射线及粒子物理研究的主要奠基人和开拓者，在国际上享有很高的声誉．在70年的科研和教学生涯中，他始终活跃在科学前沿，孜孜以求，奋力攀登，取得了多项令世界瞩目的科学成就．     

热烈祝贺谢家麟院士荣获国家最高科学技术奖

谢家麟院士是我国高能物理粒子加速器事业的开拓者和奠基人,为我国高能粒子加速器从无到有并跻身世界前沿起到了至关重要的作用,对我国高能物理实验基地的建造作出了十分杰出的贡献。今年2 月14 日,中共中央、国务院在北京隆重举行国家科学技术奖励大会,党和国家领导人胡锦涛、温家宝、李长春、李克强出席大会。会上宣读了《国务院关于2011 年度国家科学技术奖励的决定》,宣布中国科学院院士谢家麟获得2011 年度国家最高科学技术奖。     

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．     

宇航员"看到"的闪光之谜

宇航员在太空中偶尔会“看到”一种闪光 ,这种现象早在 195 2年就由托比亚斯 (Tobias)预言过 .Apollo 11号上的宇航员最先报道了他们在太空中感觉到的闪光现象 ,而且大部分是在他们闭上眼睛时感觉到的 .人们猜测这些闪光可能是由于宇宙射线粒子与视网膜作用造成的 .但是这种现象的准确起因长期以来一直是个谜 .近来 ,科学家们对和平号空间站上的实验结果所做的分析显示 ,这种闪光现象是由两种不同的宇宙射线引起的 .地球是被称作磁层的磁场环绕着的 ,磁层保护着地球不受宇宙射线的辐照 .但是在巴西海岸外的南大西洋上的一定区域 ,这种防护…     

胡乾善对宇宙射线的研究

胡乾善(1911-2004),振动专家和工程力学教育家,1934—1937年留学英国期间师从布莱克特研究宇宙射线,曾参与宇宙射线的国际合作研究,并与苏联物理学家去高加索山4km处进行宇宙射线测量.他是最早参与宇宙射线研究的中国物理学家之一,回国后由于无研究设备,后致力于机械振动研究.该文是在胡乾善的博士论文及已发表的论文的基础上,回顾并分析了上世纪30年代胡乾善在宇宙射线方面的研究工作,目的是使读者了解当时物理学界在此方面的研究进展.2011年是胡乾善百年诞辰,2012年是宇宙射线发现100周年,谨以此文纪念.     

胡乾善对宇宙射线的研究

胡乾善(1911—2004),振动专家和工程力学教育家,1934—1937年留学英国期间师从布莱克特研究宇宙射线,曾参与宇宙射线的国际合作研究,并与苏联物理学家去高加索山4km处进行宇宙射线测量．他是最早参与宇宙射线研究的中国物理学家之一,回国后由于无研究设备,后致力于机械振动研究．该文是在胡乾善的博士论文及已发表的论文的基础上,回顾并分析了上世纪30年代胡乾善在宇宙射线方面的研究工作,目的是使读者了解当时物理学界在此方面的研究进展．2011年是胡乾善百年诞辰,2012年是宇宙射线发现100周年,谨以此文纪念．     

治学经验及成材之道

 国际知名的物理学家吴健雄、袁家骝教授,在科学园地辛勤耕耘了半个世纪,取得了辉煌的成果.正值他们双双80寿辰之际,本刊登载南京大学陆埮先生送来的此篇短文,以表我们对吴健雄、袁家骝教授的敬意与祝贺.此篇是吴健雄教授的《1973年在宁与南京大学师生的谈话》中的一个片段,全文收在由冯端、陆琰主编的《半个世纪的科学生涯--吴健雄、袁家骝文集》一书之中.     

宇宙射线和α放射线的地质作用

对采集到的矿物样品结合理论计算结果进行了详细分析.阐明了矿物样品上的菱形腐蚀坑,可能是宇宙射线粒子和天然放射线中的α粒子与矿物晶格碰撞后,在晶格中留下的损伤经过地层中腐蚀性液体长期腐蚀扩大形成的.讨论了这些腐蚀坑对地质作用的影响.指出这些射线对地质作用的影响,应当是地质作用研究中不可忽视的因素.     

高能质子发射和冷原子核多重碎裂类型

通过高能质子发射和多重碎裂事件的关联研究了原子核多重碎裂. 在数值模拟随机Boltzmann-Langevin输运方程用于描述中能区重离子碰撞的基础上提出了冷原子核多重碎裂类型,即高能非平衡质子带走了体系很多能量,体系的碎裂是由于剧烈的、但很冷的膨胀引起的. 给出了在描述⁴⁰Ca+⁴⁰Ca反应系统中轰击能量为90MeV/u的中心碰撞时所出现的典型事例. 提出了采用4π探测器测量时可能给出的实验信号.     

寻找超高能宇宙线源——西藏广延空气簇射实验

总结了１９９０年６月到１９９３年１０月期间西藏空气簇射阵列的观测结果。寻找了来自于蟹状星云、Ｘ射线双星、脉冲星、活动星系核和其它活动天体的能量为１０ＴｅＶγ射线连续发射，没有发现连续稳定发射的迹象，但给出了每个源的流强上限。在阵列所观测的天区寻找了１０ＴｅＶ的γ暴，结果没有发现能量１０ＴｅＶ的γ暴，最后也给出了发现此种γ暴的上限。应用该阵列，明显地观测到了能量为１０ＴｅＶ的宇宙线流强的太阳和月亮阴影。观测了朝向和远离太阳的行星际空间磁场对宇宙线阴影的影响，这是行星际磁场对阴影位移影响的第一次直接观测。研究并发现在实验期间，太阳阴影的位置每年都在变化。同时观测在此期间，朝向和远离方向的宇宙线阴影的不同变化。另外，应用该实验的数据，给出了所谓的“膝”区的原初宇宙线能谱。     

寻找超高能宇宙线源——西藏广延空气簇射实验

总结了１９９０年６月到１９９３年１０月期间西藏空气簇射阵列的观测结果。寻找了来自于蟹状星云、Ｘ射线双星、脉冲星、活动星系核和其它活动天体的能量为１０ＴｅＶγ射线连续发射,没有发现连续稳定发射的迹象,但给出了每个源的流强上限。在阵列所观测的天区寻找了１０ＴｅＶ的γ暴,结果没有发现能量１０ＴｅＶ的γ暴,最后也给出了发现此种γ暴的上限。应用该阵列,明显地观测到了能量为１０ＴｅＶ的宇宙线流强的太阳和月亮阴影。观测了朝向和远离太阳的行星际空间磁场对宇宙线阴影的影响,这是行星际磁场对阴影位移影响的第一次直接观测。研究并发现在实验期间,太阳阴影的位置每年都在变化。同时观测在此期间,朝向和远离方向的宇宙线阴影的不同变化。另外,应用该实验的数据,给出了所谓的“膝”区的原初宇宙线能谱。