国外物理科普杂志精文提要

 在今年4月于华盛顿举行的美国物理学会会议上,杰拉尔德·加布里埃尔斯报告了哈佛大学一个小组及其合作者们将反质子质量测量结果改进了1000倍.他们将一种彭宁捕集器带到CERN,捕捉和储存低能反质子环LEAR的反质子,宣称质子和反质子的惯性质量差小于亿分之四.反质子捕集器是彭宁捕集器的改进形体,用五个相连在一起的、直径为1厘米的圆柱体取代通常的五个双曲面电极.这些电极产生一个四极场,在中心部分形成一个很小的轴向谐振势阱.捕集器处于一个很强的轴向磁场中.捕集器内有很冷的电子云,电子被冷却至4K,捕集到的反质子一次又一次穿过电子云时也很快被冷却至4K.单一反质子可测得精确质量、但目前只能使捕集器中的反质子少到20个.     

CSRe减速模拟

对兰州重离子加速器冷却储存环实验环中束流的减速过程进行了模拟研究,采用变换谐波的方式将粒子减速到较低能量,以适应高精度原子物理实验的需要.根据模拟结果得到了减速过程各个时刻粒子在纵向相空间分布,并给出了高频参数在减速过程中的变化曲线.     

Penning阱中H+n团簇离子运动的分析

根据在实验中所采用的Penning离子阱的结构及电磁场分布特点,列出阱内离子运动方程并进行求解,并对Pen-ning阱内团簇离子的二种运动进行详细分析,最后对所作的研究进行了总结.     

Penning型离子存储器的研制

原子分子物理学家对于孤立的、静止的粒子的获得是非常感兴趣的.因为这样的理想的实验条件可以使问题简化,从而得到精确的实验数据。60年代以来人们首先用电场和磁场将非常低速运动的离子束缚在很小的空间内,持续一段相当长的时间,称之为离子的存储,使用的装置称为离子存储器或离子阱(ion trap)。近年来有人利用激光场停止原子束的运动而获得储存的原子。离子存储器主要有两种类型:一种为电场—高频电场约束(称为rf型),另一来为静电场—静磁场约束(称为Penning型),前者有人用来进行光谱精细结构的研究工作,而后者有人用来进行离子—原子碰撞的研究工作。我们在国内首次研制了Penning型离子存储器获得成功,并将用于离子—原子碰撞电荷交换过程的研究。做为这一系列研究报告的首篇报导,本文将详细地介绍Penning型离子存储器的工作原理和实验技术的细节。     

中能区反质子与核的非弹性散射

运用多次散射理论的光学势获得反质子的扭曲波.在扭曲波冲量近似下,讨论了中能区反质子与原子核的非弹性散射.考虑了反质子能量从180MeV到1800MeV这一能区¹²C,的2+,3-态微分截面.在这一能区的低能端,(E=180MeV)DWIA能够很好的符合实验,同时,预示了更高能量可能出现的微分截面的理论结果.     

中能区反质子与核非弹性散射的自旋效应

运用多次散射理论获得中能区的反质子光学势.这一光学势扩大到包含自旋轨道耦合项,并用它求得反质子的扭曲波.在扭曲波冲量近似下,讨论中能区反质子与原子核非弹性散射的微分截面和极化度.计算反质子能量从180-508MeV间12C12C的2+,3-态的和Pf(θ).在低能端理论结果 能够很好的符合 实验.同时预言了更高能量下可能出现的 和Pf(θ)的理论结果.     

离子阱与非中性等离子体物理研讨会在武汉举行

离子阱与非中性等离子体物理研讨会,于 1991年10月 28日至 30 日在中国科学院武汉物理研究所举行.会议由中国科学院武汉物理研究所、中国科学院物理研究所和中国科学院理论物理研究所共同发起,中国科学院武汉物理研究所波谱与原子分子物理国家重点实验室承办.参加会议的有发起单位的代表,以及国家科学技术委员会基础研究高技术司、中国科学院数理化局的有关负责同志. 非中性等离子体物理是70年代兴起的研究领域,主要研究在外场约束下非中性的带电粒子体系的性质、状态和运动规律.当前实验研究集中在约束于离子阱(包括Penning阱和Paul阱)内…     

低能反质子的核散射与Glauber理论

运用Glauber多次散射理论,分析低能量反质子与⁴He核的弹性散射微分截面的实验结果.看到反质子能量低到19.6MeV时,多次碰撞的特征仍然是主要的.用光学模型的计算和比较,也得到相同的结论.     

Penning阱中离子运动的分析

根据Penning离子阱结构及电磁场分布特点,列出阱内离子运动方程并进行求解,对其中沿z轴运动和在xy平面上的运动进行详细分析,最后得到比荷为m/q的离子在Penning阱内的运动为沿磁场方向的简谐振动、绕磁感线旋转的回旋运动和垂直于z轴及径向绕z轴的漂移运动的叠加.     

中微子质量之谜

中微子有无质量,苏、美科学家的实验结果不一致.为什么? 两年多以前,莫斯科的实验小组宣布中微子的质量至少不低于20eV.他们的结论得到爱沙尼亚科学院塔林实验小组的工作结果的支持[1].氚核(由一个质子和两个中子组成)β衰变为氦-3核(由两个质子和一个中子组成),当一个中子变为质子时,将释放出电子和中微子.莫斯科小组测量电子的能谱,从所得电子能量的极大值计算出中微子能量的极小值.从而得出中微子的质量;而塔林小组是用极灵敏的技术测量氚和氦-3质量之差,这一差值乃是中微子和电子在β衰变过程中所带走的总质量-能量.两个小组的实验结果…     

Penning阱中离子谱的优化及Hn^＋离子的分析

根据Penning阱存储离子的探测原理,系统分析了阱内离子信号及信号本身的噪声、实验仪器及探测电路的噪声干扰,采用适当的品质因数和电子束流,得到较高信噪比和分辨率的离子谱.并对Hn+离子的形成机制和结构进行了分析.     

利用原子芯片上Z形磁阱囚禁中性87Rb原子

利用解析和数值方法计算了Z形磁阱的囚禁势,发现当囚禁中心和芯片表面距离较远时(该距离和Z形线中部导线的一半长度相差不超过一个量级),势阱的深度不能近似表示成偏置磁场By对应的能量,而要减去囚禁中心的势能高度;而增加By进行磁阱压缩到一定值时,势阱深度反而会下降.此外介绍了原子芯片的制作方法,以及利用原子芯片上Z形磁阱囚禁中性87Rb原子的实验装置和实验过程.最终有2×106个87Rb原子被转移到Z形磁阱中.     

正、反粒子束的磁瓶约束和压缩

本文研究了正、反粒子束的磁瓶约束和绝热压缩. 一个径向下降、轴向上升, 具有中心平面和轴对称磁场所构成的磁瓶, 可以反质子束和反质子束, 电子束和正电子束稳定地约束在一起, 并且压缩到一个小体积中, 实现正、反粒子受控湮灭.     

冷原子在静电势阱中的量子力学效应

用四个点电荷构造一个简单、新颖的静电势阱,并基于含时薛定谔方程和有限差分时间域方法,研究冷原子在该势阱中的量子力学效应.以中性铷原子为例,给出了原子和静电场系统的含时波函数,基态本征能量和本征波函数.结果表明,在这样的静电势阱中,囚禁中性冷原子是完全可能的.所得结果对实验上构造类似的静电势阱捕获中性冷原子有重要指导意义 关键词： 冷原子 静电势阱 量子力学效应     

利用塞曼减速法实现锶同位素的磁光阱俘获

利用塞曼减速法在磁光阱(MOT)中实现锶原子一级冷却,使用塞曼减速器对进入阱区前的热原子束进行减速,实验时该减速器线圈通入10.2 A电流,阱区反亥姆霍兹线圈通入10 A电流时,中心区域线性磁场梯度为4 mT/cm,用于冷却和俘获的激光波长为461 nm,其对应于锶原子(5s~2)~1S_0→(5s5p)~1P_1的能级跃迁。通过实验获得了锶4种同位素的冷原子团、探测到相应的冷原子荧光光谱,并且测定其中~(88)Sr,~(87)Sr和~(86)Sr的冷原子数目分别为1.759×10~6,1.759×10~5和2.638×10~5。     

中性中间玻色子Z~0和它的发现

西欧联合核子中心在质子、反质子对撞机上观察到了中性中间玻色子Z0(简称Z0粒子)事例[1],这是今年内西欧中心继带电中间玻色子W±发现后的又一重大发现. 质子、反质子对撞时,质子、反质子中的层子、反层子(国外称为夸克.反夸克)相撞,“结合”到一起而产生Z0粒子.Z0粒子的质量很     

反质子与原子核弹性散射的分析

用反质子与核的光学势分析了反质子入射能量为50MeV和180MeV时¹²C,^16,18O,⁴⁰Ca和²⁰⁸Pb核的弹性散射微分截面.讨论了反质子光学势是强吸收型的特点.从寻找最佳符合实验的光学势分析中发现:弥散参数a的可变性很小,且它随核的增大而增大.光学势的实部是一个浅位.光学势在核中的吸收系数趋于零,因此弹性散射主要发生在核的表面.     

Penning阱中Hn+团簇离子的检测与确认

报道了在Penning阱中检测与确认Hn 团簇离子的方法,介绍了离子在阱中的运动,重点分析了离子存储条件、离子的产生与探测、离子信号的放大与检波以及离子谱的分辨.     

物理学家制造出首批反原子

1996年初,欧洲物理学家透露了他们关于反物质研究的一项新成果。日内瓦欧洲原子核研究委员会(CERN),粒子物理中心的研究人员制造出首批反原子。利用欧洲原子核研究委员会的低能反质子环(Low—Encrgy Antiproton Ring),一个国际研究小组制造了11     

一种实现冷原子(或冷分子)囚禁的可控制纵向光学双阱

提出了一种新颖的实现冷原子(或冷分子)囚禁的可控制纵向光学双阱方案，它由一个二元π相位板及一会聚透镜所组成，其π相位板由两个面积相等的具有0和π相位的同心圆环组成. 当一平面光波通过此光学系统时将在光轴上透镜焦点两侧形成一个光学双阱，如果调节入射到二元π相位板上光束横截面的半径大小，即可实现从光学双阱到单阱的连续演变，或由单阱到双阱的连续变化. 介绍了本方案产生可控制光学双阱的基本原理，给出了形成光学双阱的最佳几何参数，研究了双阱、单阱及其演化过程的光阱参数、光强分布等与光学系统参数间的关系. 该方案不仅可用于双样品原子(分子)的光学囚禁及其全光型玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的实现，而且可用于研究超冷原子(或分子)物质波的干涉，或构成双层2D光阱列阵，甚至用于制备新颖的双层2D光学晶格. 关键词： 二元π相位板 可控制光学双阱 双样品囚禁 光学晶格