CERN可能探测到了希格斯粒子

 ２１世纪前夕,位于日内瓦附近的欧洲核子研究中心（简称ＣＥＲＮ）的物理学家们在大型正负电子对撞机（ＬＥＰ）上做出了令科学家们激动不已的工作：他们可能探测到了梦寐以求的希格斯粒子存在的迹象。 ＣＥＲＮ现在的这台正负电子对撞机的设计能量为１００吉电子伏（ＧｅＶ）。按人们原来推测,希格斯粒子的质量很可能在１５０吉电子伏左右,看来ＬＥＰ的能量是不够的。因此,ＣＥＲＮ几年前就开始筹建大型强子对撞机（ＬＨＣ）。这台对撞机将采用１４０００吉电子伏能量的质子一质子对撞,每年能产生８０万个顶夸克,发现希格斯粒子的机会因而会大得多。     

ALEPH实验及其在LEPI能区的最新结果

本文介绍目前世界上最高能量正负电子对撞机ＬＥＰ上的四个大型实验之一——ＡＬＥＰＨ 探测器的结构和特点．适宜开展的物理工作，北京研究组对ＡＬＥＰＨ国际合作在硬件和软件方面的贡献以及最近在ＬＥＰＩ能区运行所得到的最新实验结果，包括Ｚ０共振峰参数和中微子代数的测定．强子事例的总体形状参数和单举分布参数以及Ｚ０的轻子衰变分支比测定等．     

介子工厂及其粒子物理实验研究计划

建于罗马近郊Ｆｒａｓｃａｔｉ意大利国家实验室的高亮度正负电子对撞机ＤＡΦＮＥ在介子产生的阈能上运行,被称为介子工厂．ＤＡΦＮＥ已于１９９９年４月开始物理运行．文章介绍了这台对撞机以及相应的粒子物理实验———ＫＬＯＥ实验的研究计划．     

介子工厂及其粒子物理实验研究计划

建于罗马近郊Ｆｒａｓｃａｔｉ 意大利国家实验室的高亮度正负电子对撞机ＤＡΦＮＥ在介子产生的阈能上运行,被称为介子工厂．ＤＡΦＮＥ已于１９９９ 年４ 月开始物理运行．文章介绍了这台对撞机以及相应的粒子物理实验———ＫＬＯＥ实验的研究计划．     

φ介子工厂及其粒子物理实验研究计划

建于罗马近郊Ｆｒａｓｃａｔｉ意大利国家实验室的高亮度正负电子对撞机ＤＡΦＮＥ在φ介子产生的阈能上运行,被称为φ介子工厂。ＤＡΦＮＥ已于１９９９年４月开始物理运行。文章介绍了这台对撞机以及相应的粒子物理实验－－ＫＬＯＥ实验的研究计划。     

高能正负电子对撞实验的若干新进展

本文介绍在西德高能正负电子对撞机佩特拉（ＰＥＴＲＡ）上马克－杰（ＭＡＲＫＪ）实验组近一年来（１９７８年１０月到１９７９年８月）取得的实验成果．佩特拉是西德汉堡德意志电子同步加速器中心（ＤＥＳＹ）的一台高能正负电子对撞机．在佩特拉对撞机中,正负电子能量的设计指标是１９ＧｅＶ,即对撞时质心总能量为３８ＧｅＶ．这台对撞机从１９７８年１０月开始运转,到１９７９年８月底,先后运行的质心总能量分别是１３?...     

为什么要建造各种各样的加速器

 从《高能物理》和《现代物理知识》杂志上我们已经熟悉了许多高能加速器的名字.譬如说,固定靶质子加速器AGS、SPS、TEVATRON;质子-反质子对撞机S(?)PS;正负电子对撞机SPEAR、DORIS、CESPPEP、PETRA、TRISTAN,最近我国建成了一台正负电子对撞机BEPC,西欧CERN建成了能量更高的正负电子对撞机LEP.为什么世界上要建立如此多的种类不同的高能加速器?世界上已经有了能量高的加速器为什么又还在建造能量低的加速器?等等.一般说来,不同类型和不同能量的高能加速器服务于不同目的的粒子物理实验.根据物理实验的物理目标,选用不同的加速器作实验,选用固定靶加速器或者对撞机;选择质子加速器或者电子加速器;选择能量低的或者能量高的,等等.     

第一台直线对撞机开始生产Z^0粒子

1989年4月12 日,在美国斯坦福直线加速器中心(SLAC),人们为高能物理发展的又一大喜事——在建成世界上第一台这类直线对撞机SLC两年后,首次产生了Z0粒子而沉浸在喜悦之中. 由B.里克特教授主持兴建的SLC工程于1983年正式开工.其主要目的有两个:一是发展加速器技术,使建成的新型正负电子对撞机相对于电子储存环对撞机而言,在大幅度提高束流能量时并不需要大大增加经费,为正负电子对撞机向更高能发展开创新途径.二是寻找理论家们预言的传递弱相互作用的中间玻色子Z0,并且可以做许多物理研究工作. 西欧核子研究中心(CERN)的LEP是当今世…     

Higgs粒子初露端倪

最近几年 ,全世界的粒子物理学家都会注视位于瑞士日内瓦的欧洲核子研究中心ＣＥＲＮ的大型电子正电子对撞机ＬＥＰ寻找Ｈｉｇｇｓ粒子的实验结果 .粒子物理的标准模型认为 ,构成物质的最小单元是轻子和夸克 .共有 6种轻子 ,它们是电子和电子中微子、μ子和 μ中微子、τ子和τ中微子 ;6种夸克 ,它们是上夸克、下夸克、粲夸克、奇夸克、顶夸克和底夸克 .传递相互作用的粒子是光子、中间玻色子(Ｗ ,Ｗ-,Ｚ0 )和胶子 .而由于存在Ｈｉｇｇｓ粒子 ,产生真空对称性的自发破缺 ,上述所有有质量的粒子的质量都是通过与Ｈｉｇｇｓ场相互作用而获得的…     

希格斯研究未能挽救LEP的命运

 据英《自然》２０００年第６８１０期报道,在经过了１１年正常运行和３个月延期运行之后,欧洲大型正负电子对撞机ＬＥＰ终于在２０００年１１月寿终正寝。此前一周,ＣＥＲＮ总主任ＬｕｃｉａｎｏＭａｉａｎｉ拒绝了ＬＥＰ再运行１年的请求,命令按计划在年初将它拆除。ＬＥＰ得到延期运行一个月的经费,以便获得更多的数据来支持初步的观测结果。由于数周前,ＬＥＰ首次真正观测到希格斯粒子存在的可能性,ＣＥＲＮ管理机构受到各方的压力,要求延长运行１年。但是,延长１年运行将需经费１亿瑞士法郎,而且还要推迟建造大型强子对撞机ＬＨＣ。     

等离子体尾场“涡轮增压”粒子加速器

当2000年欧洲粒子研究所（CERN）的大型正负电子对撞机（LEP）被拆除时，该对撞机已经创造了将电子能量加速到100GeV以上的记录．但是这样高的能量并不容易达到．利用原来LEP的隧道新建的大型强子对撞机LHC的造价为10亿美元．     

潘诺夫斯基教授荣获中国国家国际科技合作奖

 ２００１年４月５日中华人民共和国科技部举行隆重颁奖仪式,将国家科技合作奖奖牌正式授予潘诺夫斯基教授。众所周知,潘诺夫斯基（Ｗ．Ｋ．Ｈ．Ｐａｎｏｆｓｋｙ）教授系高能物理学家,无论作为一名科学家,还是任所长领导一职,在其职业生涯中,都充分显示出他不仅是一位著名的物理学家,而且还是一位杰出的加速器建造专家。在他担任所长期间,斯坦福直线加速器中心,（ＳＴＡＮＦＯＲＤＬＩＮＥＡＲＡＣＣＥＬＥＲＡＴＯＲＣＥＮＴＥＲ,简称ＳＬＡＣ）成功地建造了ＳＰＥＡＲ,ＰＥＰ和ＳＬＣ对撞机,并取得了许多有趣的重要物理成果,包括３个诺贝尔物理奖：发现质子并不是一个点粒子而有内部构造.     

北京谱仪（BESⅢ）上的粲物理研究

自J/Ψ粒子和τ轻子在20世纪70年代被发现后,τ-粲物理研究即蓬勃兴起,多个正负电子对撞机在此能量运行,取得了丰硕的成果.文章简要论述了国内外长期进行τ-粲物理研究的原因,介绍了其研究的主要内容与特点,并结合新近完成的北京正负电子对撞机重大改造工程（BEPCⅡ）及北京谱仪（BESⅢ）,举例介绍了BESⅢ在轻强子谱、粲物理、粲偶素物理研究,量子色动力学及强子产生性质研究和τ轻子物理研究方面的主要科学目标、任务及新近取得的主要成果.     

北京谱仪（BESⅢ）的物理研究

世界上第一台粒子对撞机是20世纪60年代在意大利国家核物理实验室发展出来的。自原理验证样机ADA完成后,第一台正负电子对撞机ADONE于1969年在罗马郊外的小镇FRASCATI建成,并投入运行。稍后美国斯坦福大学建成了质心系能量为3．1GeV的正负电子对撞机,称作SPEAR,并在其上取得了极为丰硕的成果。     

在B介子衰变中找到了下落不明的粲偶素

日本ＫＥＫＢ正负电子对撞机上的Ｂｅｌｌｅ国际合作组首次在Ｂ介子强衰变中观察到了长期下落不明的粲偶素 ηｃ(2Ｓ)粒子 .粲偶素是正反粲夸克成对组成的一类介子 .重夸克势模型很早预言了这类粒子不同能态的所有成员 :在相应于质心系能量 3 73ＧｅＶ的粲阈以下 ,具有径向量子数ｎ =1及 2的成员应有 8名 ,实验观察到了其中 6名成员———ηｃ,Ｊ ψ ,ψ(2Ｓ) ,χｃ0 ,χｃ1 及χｃ2 粒子 ;另外两名成员一直下落不明 ,ηｃ(2Ｓ)粒子就是其中之一 .美国ＳＰＥＡＲ正负电子对撞机上的晶体球实验组曾于 1982年在 ψ(2Ｓ)的单举光子谱中观察到一…     

北京谱仪

北京谱仪是北京正负电子对撞机上的一台大型通用性磁谱仪.它由多种探测器组成,用于测量正负电子湮没后的遍举末态反应,进行粲粒子物理和τ轻子物理研究.它有大的覆盖立体角;优良的荷电粒子分辨;动量分辨和好的低能光子探测效率.本文对谱仪的结构和性能作了详细的描述.     

北京正负电子对撞机上用北京谱仪测τ粒子质量取得重大成果

北京正负电子对撞机上用北京谱仪测τ粒子质量取得重大成果在粒子物理学中，通常将基本粒子分成三大家族：（１）光子家族，（２）轻子家族，（３）强子家族。轻子家族由三代组成：第一代轻子是电子ｅ和与之相伴的电子中微子ｖｅ；第二代轻子是子和与之相伴的电子中微子ｖ...     

北京谱仪BESⅢ

北京谱仪是北京正负电子对撞机上的大型通用磁谱仪。对撞机中的正负电子束团在谱仪中心对撞,产生的末态带电粒子和中性粒子的空间位置、动量、能量等特性由谱仪记录,经过数据处理后进行粲-τ能区的物理研究。在BEPC上先后安装了北京谱仪BESⅠ和BESⅡ。在BEPCⅡ上安装的是新研制的北京谱仪BESⅢ包括主漂移室、电磁量能器、飞行时间计数器、μ子探测器和超导磁体,具有     

近两年正负电子对撞机实验的新结果——介绍高能实验物理中一个活跃的领域

近十年来,利用正负电子对撞机进行粒子物理的研究,取得了出色的成果[1],唐孝威、童国梁等曾介绍了在PETRA上1979年取得的实验结果[2],本文介绍在几个不同的能区的正负电子对撞机PETRA,PEP,CESR,SPEAR上,近一两年来取得的主要实验结果. 一、在 PETRA上得到的新结果 建造在西德汉     

γ光子对撞机及相关前沿研究

人类对物质世界的探索从宏观上讲,从地球,太阳系、银河系再到整个宇宙,从微观上讲,从分子、原子、原子核、质子、中子再到各种强子、夸克,甚至希格斯粒子,都在不停地拓展。在粒子物理的进展中,对撞机起着不可替代的至关重要的作用。对撞机是利用两束反向运行的高能粒子束对撞,来获得有效相互作用更强的高能物理实验设备。最早在1943年由挪威科学家Rolf Wideroe提出。随后在1962年,在意大利的弗拉斯卡蒂实验室建成了世界上第一台正负电子对撞机AdA,2×250 MeV。紧接着,美国和苏联也相继建成了CBX和VEP-1。从此之后,人类总共建造了20多台正负电子对撞机,5台质子-质子和重离子对撞机以及一台电子-质子对撞机。由于技术非常复杂,μ子对撞机在世界上仍处于研究阶段。到目前为止,世界上也还没有建造一台伽玛光子对撞机,原因我们后面会讲到。幸运的是,随着超强激光技术飞速发展,现在时机已经逐步成熟,在能区建造一台γ光子对撞机正适其时。