基于同步辐射加速器的康普顿背散射γ射线源(Ⅰ)产生MeV量级γ光子的数值计算

提出在筹建的上海同步辐射装置上建造一条MeV量级γ射线束及应用站,采用μm波长的红外(或远红外)激光与储存环中3.5GeV电子束进行康普顿背散射,从而获得能区为1—25MeV的康普顿背散射γ光子束,该光子束具有高强度、高极化度(线和圆极化)、准单色、方向性好的优点,可以广泛地应用于核物理和核天体物理基础研究及相关的应用研究领域.介绍了康普顿背散射的基本原理,并结合储存环参数给出了光子束性能的数值计算结果.     

基于同步辐射加速器的康普顿背散射γ射线源——（I）产生MeV量级γ光子的数值计算

提出在筹建的上海同步辐射装置上建造一条MeV量级γ射线束及应用站，采用μm波长的红外（或远红外）激光与储存环中3．5GeV电子束进行康普顿背散射，从而获得能区为1－25MeV的康普顿背散射γ光子束，该光子束具有高强度、高极化度（线和圆极化）、准单色、方向性好的优点，可以广泛地应用于核物理和核天体物理基础研究及相关的应用研究领域。介绍了康普顿背散射的基本原理，并结合储存环参数给出了光子束性能的数值计算结果。     

关于利用库仑光生测量新粒子X(2800)衰变到2γ的宽度Γ_(χ→2γ)的建议

对于从J(3095)辐射衰变得出的新粒子X(2800),可以从高能γ光子在核子(原子核)上光生微分截面中紧靠0°的实验数据准确定出X→2γ的宽度。讨论了此过程有关的费曼图,分析和估计了其中的耦合常数,计算了能量为50GeV和100GeV的γ光子在质子上(和100GeV的γ光子在铅核上)从0°—3°的微分截面。结果表明,只要Γ_(X→2γ)不是远小于1keV,就可以利用这种库仑光生准确定出它的衰变宽度。     

关于利用库仑光生测量新粒子X(2800)衰变到2γ的宽度ΓX→2γ的建议

对于从J(3095)辐射衰变得出的新粒子X(2800),可以从高能γ光子在核子(原子核)上光生微分截面中紧靠0°的实验数据准确定出X→2γ的宽度。讨论了此过程有关的费曼图,分析和估计了其中的耦合常数,计算了能量为50GeV和100GeV的γ光子在质子上(和100GeV的γ光子在铅核上)从0°—3°的微分截面。结果表明,只要Γ_X→2γ不是远小于1keV,就可以利用这种库仑光生准确定出它的衰变宽度。     

基于同步辐射加速器的康普顿背散射γ光源性质及其应用研究

本文介绍了利用康普顿背散射(BCS)产生γ射线的原理,并以SsRF储存环电子运行参数为例,给出了利用BCS方法产生MeV量级γ射线束的计算结果,预期该光子束具有高强度、高极化度、单色性、方向性好等优点。同时对国际上已运行和拟建的高能和低能γ束线站的装置和性能作了简要介绍,并分别探讨了高能和低能准单色极化γ射线在核物理和核天体物理研究中广泛的应用前景。文中对基于正对以及离轴几何条件下,采用直线加速器加速的电子同短脉冲强激光发生Compton／Thomson散射的激光同步辐射源作了初步探讨,这一方法为我们构建超短脉冲的高亮度、准单色、可调谐的X-γ射线源开辟了一条新途径。     

基于同步辐射加速器的康普顿背散射γ光源性质及其应用研究

本文介绍了利用康普顿背散射 (BCS)产生γ射线的原理 ,并以SSRF储存环电子运行参数为例 ,给出了利用BCS方法产生MeV量级γ射线束的计算结果 ,预期该光子束具有高强度、高极化度、单色性、方向性好等优点。同时对国际上已运行和拟建的高能和低能γ束线站的装置和性能作了简要介绍 ,并分别探讨了高能和低能准单色极化γ射线在核物理和核天体物理研究中广泛的应用前景。文中对基于正对以及离轴几何条件下 ,采用直线加速器加速的电子同短脉冲强激光发生Compton/Thomson散射的激光同步辐射源作了初步探讨 ,这一方法为我们构建超短脉冲的高亮度、准单色、可调谐的X γ射线源开辟了一条新途径。     

HIFRL首次在束γ实验

在兰州重离子加速器(HIRFL)上调试完成了一套在束γ核结构研究装置:SFC(ECR源)+直通管道(限束狭缝)+在束γ终端,并进行了首次在束γ实验,各项在束实验的指标,特别是中子、γ本底达到了较为理想的水平. 对¹⁶O轰击¹⁹⁷Au反应进行了在束γ测量,包括γ单谱、γ激发函数、γ角分布和γ-γ-t符合,在一些测量中,采用了独特的技术.     

ARGO实验探测γ暴的灵敏度研究

西藏羊八井ARGO实验是对广延大气簇射事例进行观测研究的"全覆盖式"地面宇宙线观测实验, 其主要目的之一就是探测E>10GeV的γ暴. 通过Monte Carlo模拟, 估算了ARGO实验探测10GeV γ暴所具有的灵敏度.     

上海激光电子γ源

激光具有高强度、 高极化度等优异的性能。 用激光束轰击高能电子束就可以产生高强度、 高极化度的γ射线束。 上海激光电子γ源就是上海同步辐射装置上的这样一条束线站。 预计可以获得能量范围为1—22 MeV的准单色、 高强度（109—1011 s-1）和高极化度（线极化或圆极化）的γ射线束。 介绍了这条束线站目前的进展情况。 Shanghai Laser Electron Gamma Source (SLEGS) is a high intensity,short pulse and compact γ ray source which is based on inverse Compton scattering via interaction between pulsed high power laser beams and picosecond relativistic electron bunches. One of the attractive features of the laser Compton scattering is the easy control of polarization of the produced high energy photons that duplicates polarization of the applied laser beam. The γ ray with energy up to 22 MeV and intensity of 109—1011s 1 are expected to be produced by Compton backscattering of CO2 laser photons on the 3.5 GeV electrons bunches in the Shanghai Synchrotron Radiation Facility (SSRF). In this communication, we report same simulation results and the progressing status of SLEGS.     

来自γ暴的甚高能γ射线

以膨胀火球模型解释来自γ暴的甚高能γ射线,其中考虑了高能γ射线产生效率,相对论效应以及宇宙背景辐射等因素,计算表明,大于10GeV的γ射线的喷射可能在火球膨胀开始后约10^－5s发生,其到达地面时的通量可达10^－4—10^－6cm^－2.     

BGO高能γ探测器性能测定与效率模拟

实验测定了两套新制作的φ75×100 BGO高能γ探测器的能量分辨与时间分辨,根据BGO晶体中Ge的热中子俘获所释放的2条高能γ射线对γ能谱作能量刻度.模拟计算了4—30MeV能量区间BGOγ探测器的全能峰效率、单逃逸率与双逃逸率,计算了入射γ光子在0—30MeV区间均匀分布时BGO探测器的实际计数响应与计数效率随γ光子能量的变化,分析了γ光子在探测介质中的能损向下延展造成的能谱扭曲.     

γγ→γZ过程高能总截面的数值计算

给出了γγ→γZ过程,质心系总能量在91.2—2000GeV的总截面.结果表明在总能量大于140GeV时,W玻色子图的贡献比起费米子图的贡献要大,当总能量在750GeV左右,截面达到极大值220fb(|cosθ|33cm^－2·sec^－1,每年在总能量750GeV处可观察到6000多个γγ→γZ事例,用它可以进一步验证标准模型,特别是其中规范粒子的三顶角和四顶角相互作用.     

快中子堆n，γ混合场中γ光子注量的测量研究

用热释光探测器对快堆堆外n,γ混合场进行了区分测量，结果表明：该方法可有效的检测出n,γ混合场的γ成分；为了更较精确地测量快堆n，γ混合场γ光子注量，提出了采用新配方的热释光探测器LiFTLD(6LiF,７LiF各占50%)与6LiFTLD成对使用的方法.考虑到LiFTLD对中子吸收剂量的响应存在LET效应，对LiF(Mg,Cu,P)TLD进行了中子响应的LET效应因子RLET的实验测定(RLET≈005)，在此基础上，对６LiF 7LiFTLD的成对使用测量快中子堆的n,γ混合场中光子注量的方法进行了实验研究.实验结果表明，混合场中的中子在7LiF(Mg,Cu,P)中产生的热释光量(TL)占n,γ产生的总TL的81%—171%.实验结果表明该方法是行之有效的.为钝化中子谱的不确定性所致的影响，进一步提高γ光子注量测量结果的精度，提出了采用新配方的LiFTLD(6LiF,7LiF各占50%)与6LiFTLD成对使用测量快堆n,γ混合场γ光子注量的方法.     

SU（4）×S3α层子模型方案和新发现的重粒子γ（9.5）

本文讨论了新发现的重粒子γ（9.5）是SU（4）×S₃^a层子模型方案中介子的色激发态的可能性.指出在γ能区,应存在三个色激发基态,并且表现为质量约差0.5 GeV的两个峰.讨论了γ的轻子衰变、强衰变、辐射衰变、二级电磁强子型衰变的行为和γ的产生行为.还给出伴随γ在9.5 GeV能区还应存在许多介子色激发态,其中至少存在四个弱衰变粒子.     

BESⅡ上光子探测效率的研究

利用J/ψ→ρπ衰变道,对BESⅡ上BSC对于光子的探测效率做了细致的研究.结果表明在从探测器光子能量阈值直到BES上可产生的最大光子能量范围内,用目前的Monte Carlo可以在1%—3%的精度下模拟光子的探测效率.并且对Monte Carlo在探测效率上与数据的差别进行了详细研究.同时用质心系能量s=3.770GeV处的e+e–→γe+e–数据检验了高能区MonteCarlo和数据的探测效率都达到100%,并且在1%精度下是一致的     

特征γ射线谱分析的蒙特卡罗模拟技术

蒙特卡罗方法(MC)是模拟核探测问题的理想方法,用中子照射客体,中子诱发产生非弹γ和俘获γ,通过特征γ射线能谱和时间谱分析,确定客体核素组成和重量百分比.本文基于非弹γ和俘获γ时间门测量技术,给出了脉冲源发射下探测器响应计数公式.在中子与核作用产生次级光子方面,采用期望值估计(expect value estimator,EVE)产光.为了避免大量小权光子模拟带来的计算存储量增加,设计了EVE产光与直接估计(direct estimator,DE)产光耦合.仅增加少量计算时间,便实现了特征γ射线解谱.数值模拟在自主MC软件JMCT上开展,计算结果初步验证了方法的正确有效性.     

在BEPC上建造γ束线站的分析

考虑电子的反冲并利用康普顿散射,研究了激光同步辐射光源(LSS)辐射的光子波长、光子能量。结果表明,对于不同的γ,LSS辐射的光子波长和能量有不同的近似公式。当γ<<λ1/4λe时,LSS辐射的光子波长λ2≈λ1/4γ2,能量(εc2≈4γ2εc1;当γ>>λ1/4λe时,LSS辐射的光子波长λ2≈λe/γ,能量cε2≈m0γc2;结果表明,LSS辐射的条件是种子激光的波长λ1大于电子的物质波波长λm;LSS辐射的极值波长是λ2m ax=h/m0γv,极值能量是cε2m ax=βeε;本文后半部分提出了利用北京正负电子对撞机的强流高亮度电子束与激光的康普顿背散射产生单色γ射线的建议。     

基于椭圆超腔的高亮度激光同步辐射分析

提出了一种椭圆超腔,计算了椭圆超腔焦点处的光强,讨论了基于椭圆超腔技术的激光同步辐射的光子产额和辐射功率.结果发现:当椭圆超腔镜壁的反射率为99·99%时,椭圆超腔焦点处的光强可以达到入射光强I0的5000倍;利用3·5GeV电子束与在椭圆超腔焦点处的激光束垂直散射可以获得能量10·975MeV的高亮度γ射线,其光子产额和辐射功率将比电子束与单束激光垂直散射时产生的光子产额和辐射功率高2·5×107倍.     

10TeVγ射线的星系际红外背景光子吸收现象的研究

TeVγ射线在星系际空间传播过程中将与红外背景光子作用而被衰减或吸收.大气ˇC成像望远镜实验观测到了Mrk421和Mrk501处于活动高态时的TeVγ射线发射并测出它们的能谱.报道了利用TibetⅡ/HD阵列在1995年10月至1997年至8月收集的数据,通过Mrk421和Mrk501的能谱研究星系际红外背景光子吸收现象的初步结果.结果显示:直到30TeV能区尚未观测到Mrk421和Mrk501能谱中存在统计上具有显著意义的红外背景光子吸收10TeVγ射线的现象.     

γ光子对撞机及相关前沿研究

<正>1.什么是γ光子对撞机1.1从加速器到对撞机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