自旋与手征动力学的输运模拟研究

自旋相关的物理是多个研究领域的热门课题。核子和夸克都是自旋为1/2的费米子,在非对心重离子碰撞中受到自旋-轨道相互作用以及磁场的影响,会产生有趣的自旋动力学,特别是在垂直于反应平面方向上会出现自旋极化。在相对论重离子碰撞中,由于产生了极端的高温高密环境,夸克可以近似看作无质量粒子,此时自旋动力学过渡为手征动力学。在外界电磁场、涡旋场作用下以及在电荷与手征荷不对称的条件下,会产生一系列手征反常效应。本文介绍我们课题组基于输运模拟在自旋与手征动力学方面开展的一系列研究工作,包括中能重离子碰撞及相对论重离子碰撞中粒子的自旋极化、理想体系及相对论重离子碰撞中的手征磁波等。     

中国核物理学会筹备会第三次会议在北京举行

1980年3月5日至8日中国核物理学会筹备会第三次会议在北京举行.出席这次会议的有筹备小组成员、特邀代表和国家科委、第二机械工业部、中国科学院、教育部等单位的代表共50多人.这次会议的主要任务是审查送往今年8月在美国召开的国际核物理会议宣读的论文.会议对各单位送来的论文逐篇进行了审议,最后推荐了50篇作为我国参加这次国际会议的论文.这些文章集中反映了我国核物理工作者近一年来在核物理各分支领域──核力、核结构、轻核反应、中子物理、裂变物理、重离子物理、高能核物理理论以及若干具有我国特色的应用领域所取得的新成果. 会…     

原子核中的混沌问题

引言由于新的实验条件的建立和量子色动力学的发展,中高能、特别是极高能核物理是当前核物理、甚至整个物理的重大前沿课题之一,这已是无疑的。我今天着重谈的是近年来由于精确与系统的实验工作,加上在力学、统计物理、凝聚态物理等的进展,传统核物理的面貌也正在发生着深刻变化,推陈出新、原子核中的混沌问题就是其中的一个,它又与一个新的领域,小系统的统计力学紧密相关。     

强磁场与涡旋场中的夸克胶子物质

相对论重离子碰撞可以产生高温的夸克胶子物质,同时也产生极强的电磁场和流体涡旋。在强电磁场和涡旋场中的夸克胶子物质呈现出新奇的宏观量子现象,比如手征磁效应、手征涡效应、手征分离效应、手征电分离效应、自旋极化现象等。它们一方面给我们提供了可以探测高温下量子色动力学的非平庸规范场拓扑结构、强相互作用的宇称破坏、夸克胶子物质中的自旋动力学等的实验手段,另一方面也与物理学其他分支,比如粒子物理、凝聚态物理、天体物理、冷原子物理等发生紧密联系,形成新的交叉研究领域。本文旨在对这些宏观量子现象的产生机制以及它们在相对论重离子碰撞中的探测等做一回顾和展望。特别地,我们揭示出重离子碰撞的磁场强度可以达到$10^{18}\sim 10^{20}$ G,流体涡旋可以达到$10^{22}$ s–1;这是我们已知当前宇宙中最强的磁场和流体涡旋。我们定量地对同量素碰撞实验做了分析,发现即便背景比例达到93%以上,当前的同量素碰撞实验仍然可在大约$3\sigma$的显著性水平上判断是否有手征磁效应的发生。我们系统地给出了满足因果律的自旋流体力学方程,并推导了其中的集体激发模式,这将有助于理解超子自旋极化中出现的符号问题。     

STAR 飞行时间探测器和反物质氦核的发现

 相对论重离子碰撞物理是20 世纪70 年代以来形成的一个新的研究领域, 其内容是研究在极端条件下的核物质形态, 即研究由相对论核- 核碰撞所产生的极端高温、高能量密度下核物质的性质, 寻找和探测新的核物质相。这种研究对人们了解物质更深层次的性质, 对于粒子物理、核物理和有关宇宙形成及演化的研究都有非常重要的意义。     

重离子碰撞中QCD物质整体极化的实验测量

高能重离子碰撞中Λ超子和φ, K^*0矢量介子的整体极化的实验数据证实了夸克物质整体极化的新现象,引起了研究人员的广泛关注,成为高能核物理前沿新的热点研究方向.本文主要从实验测量上回顾整体极化研究,着重阐述相对论重离子对撞机(RHIC)上的螺旋径迹探测器(STAR)合作组在不同对撞能量点开展的Λ超子和φ, K^*0介子的整体极化测量结果,并拓展到含有多个奇异夸克粒子Ξ,Ω的整体极化测量和Λ沿着束流方向的局域极化研究.本文也将简单点评大型强子对撞机(LHC)能区和HADES实验低能区的测量结果,并对这些实验结果给出的物理信息进行简单描述.     

清华大学物理系原子核物理研究的新进展

在清华大学物理系成立80周年之际,对近年来清华大学物理系原子核物理研究的主要进展情况作一介绍,包括原子核高自旋态的实验研究,原子核结构的理论研究,高能核物理的理论研究.在高自旋态研究方面,内容包括在A～100丰中子核区核的集体振动转动带结构、新的准粒子带特性、新手征二重带等特性研究;在A～140丰中子核区核的八极形变及八级关联等特性研究;在A～130缺中子核区核的形状驱动效应,包括扁椭形变带、形状共存等特性研究.在原子核结构理论研究方面,内容包括用相互作用玻色子模型、推转壳模型、投影壳模型以及相对论平均场对原子核特性的研究;对原子核结构或其他量子系统的各种对称性和代数方法的研究,如动力学对称性、超对称性、势代数方法等;与对称性紧密联系的普通李代数和非线性李代数的表示,如普通李代数、李超代数、平方根型非线性李代数、多项式型非线性李代数等.在高能核物理研究方面,内容主要包括量子色动力学（QCD）在高温高密条件下的相变以及在相对论重离子碰撞中相变信号的研究.     

出版前言

高能量密度物理(HEDP)是研究能量密度大于1011 J/m3极端状态下物质特性和运动规律的新兴交叉学科,是驱动材料物理、天体物理、原子分子物理、核物理、加速器物理等传统学科向极端参数条件下发展的关键科学与技术支撑,是惯性约束聚变等国防重大需求领域的重要科学基础.     

基于极化电子散射的分子手征效应研究

手征(chiral)概念是许多科学领域所关注的焦点，其研究也是探索生命起源和生命活动最吸引人的研究方向之一。本简要介绍近几年基于极化电子散射实验的分子手征效应研究的实验方法及结果，并展望了该领域的实验发展前景，以希望能在高灵敏度及新实验方法基础上更深入研究手征效应的物理内容。     

我们从相对论重离子对撞机上了解到了什么

 金原子核组成的高能束流的对撞在微观上再现了宇宙大爆炸时的高热、高密度物质状态。3年来,布鲁克海文实验室一直用相对论重离子对撞机(RelativisticHeavyIonCollider,RHIC)在极端相对论能区做高达每核子100GeV的重核对撞实验。这种非同寻常的新加速器在探寻物质新的高能状态,继续探究几个世纪以来的老问题,试图从根本上了解自然和物质的起源。RHIC实验的早期结果揭示了高温和高密度状态下核物质的奥秘;在高温和高密度状态下,核子和介子已不复存在,核物质只以夸克和胶子的形态存在。     

Status of Quark-Gluon Plasma

I review the current status of the experimental searches for a Quark-Gluon Plasma in heavy ion collisions. The brief introduction covers important results of finite temperature lattice QCD and the intuitive Bjorken picture of Quark-Gluon Plasma (QGP) formation. Global features of the data, such as transverse energy distributions and the various signatures of QGP such asJ/ϕ-suppression, ψ-enhancement as well as thermal dileptons and photons are then discussed.     

实验核物理进展

本文回顾我所实验核物理科研人员在低能核反应机制、中子物理、核衰变性质及核结构研究中所做一系列工作,同时简单介绍了目前工作和设想． The paper reviews the research activities at SINR on experimental nuclear physics. The studies have been focused on mechanism of nuclear reactions, neutron physics,properties of nuclear decay and nuclear structure. Brief introductions are given to the ongoing research projects and future plans in the field of research.     

Event-by-event fluctuations in heavy ion collisions

We discuss the physics underlying event-by-event fluctuations in relativistic heavy ion collision. We will emphasize how the fluctuations of particle ratios can be utilzed to explore the properties of the matter created in these collisions. In particular we will argue that the fluctutions of the ratio of positively over negatively charged particles may serve as a unique signature for the Quark-Gluon Plasma.     

强激光实验室天体物理介绍

实验室天体物理是交叉于高能量密度等离子体物理学与天体物理学之间的一个新的学科生长点。利用强激光装置可以在实验室创造与某些天体或天体周围相似的极端物理环境,这样的实验条件前所未有,且与天体物理中诸多重要的物理现象直接对应。通过近距、主动、参数可控的研究,实验室天体物理有助于解决目前天体物理和等离子体物理中的一些关键的、共性的问题,并有望取得突破性成果。针对近年来国内外在该领域取得的最新研究进展进行介绍,并就将来可能开展的研究方向进行展望。     

高能量密度氘、氦的第一原理研究进展

极端条件下氘、氦的研究对于凝聚态物理、等离子体物理、天体物理以及惯性约束聚变的研究具有重要意义.文章综述了近年来温稠密区、热稠密区以及低温高压区的最新研究进展,归纳了尚待解决的科学问题,从而为进一步的研究提供参考.     

基于HIAF的物理研究(英文)

在2010年,中国科学院近代物理研究所向国家发展和改革委员会建议了重大科技基础设施--强流重离子加速器装置（High Intensity Heavy-ion Accelerator Facility,简称HIAF）。经过一系列评估和论证,HIAF于2015年12月被国家发展改革委立项。HIAF建设地址位于广东省惠州市,计划于2018年年底正式开工建造。HIAF由超导直线加速器、同步增强器、高能放射性束流线、储存环谱仪以及若干实验测量装置构成,总投资约为25亿人民币。依托HIAF,我们将拓展核素存在版图,研发先进实验技术和方法,开展前沿物理研究;同时,开展重离子束应用研究,服务国家经济社会发展。简要介绍拟建的加速器系统、实验测量装置以及相关的物理研究计划。The Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences, proposed the Major National Science and Technology Infrastructure Facility named as High Intensity Heavy-ion Accelerator Facility (HIAF) in 2010. After a series of assessments charged by the National Development and Reform Commission of China, HIAF was officially approved by China government in December, 2015. HIAF will be constructed in Huizhou, Guangdong Province, and the groundbreaking ceremony of construction is scheduled around the end in the year of 2018. HIAF is composed of a superconducting Linac, a booster ring, a high-energy radioactive beam line, a storage ring, and a number of experiment setups. The total investment of HIAF is about 2.5 billion Chinese Yuan. The major goals for HIAF are to explore the hitherto unknown territories in nuclear chart, to approach the experimental limits, to open new domains of physics researches in experiments, and to develop new ideas and heavy-ion applications beneficial to the societies. In this paper, the accelerator complex of HIAF is briefly introduced, and the experimental setups and associated physics research program are presented.     

Raman scattering under extreme conditions

Raman scattering is a versatile and powerful technique and has been widely used in modern scientific research and vast industrial applications. It is one of the fundamental experimental techniques in condensed matter physics, since it can sensitively probe the basic elementary excitations in solids like electron, phonon, magnon, etc. The application of extreme conditions(low temperature, high magnetic field, high pressure, etc.) to Raman scattering, will push its capability up to an unprecedented level, because this enables us to look into new quantum phases driven by extreme conditions, trace the evolution of the excitations and their coupling, and hence uncover the underlying physics. This review contains two topics.In the first part, we will introduce the Raman facility under extreme conditions, belonging to the optical spectroscopy station of Synergetic Extreme Condition User Facilities(SECUF), with emphasis on the system design and the capability the facility can provide. Then in the second part we will focus on the applications of Raman scattering under extreme conditions to a variety of condensed matter systems such as superconductors, correlated electron systems, charge density waves(CDW) materials, etc. Finally, as a rapidly developing technique, time-resolved Raman scattering will be highlighted here.     

High-energy cosmic rays: Puzzles,models, and giga-ton neutrino telescopes

The existence of cosmic rays of energies exceeding 10²⁰ eV is one of the mysteries of high-energy astrophysics. The spectrum and the high energy to which it extends rule out almost all suggested source models. The challenges posed by observations to models for the origin of high-energy cosmic rays are reviewed, and the implications of recent new experimental results are discussed. Large area high-energy cosmic ray detectors and large volume high-energy neutrino detectors currently under construction may resolve the high-energy cosmic ray puzzle, and shed light on the identity and physics of the most powerful accelerators in the Universe.     

Artem Isaak Alikhanian (1908–1978) (Biographic Sketch)

A.I. Alikhanian is one of founders of experimental nuclear physics in USSR. Starting and development of the atomic nuclei, cosmic ray, and elementary particle physics in Armenia relates to the name Alikhanian. He created the Aragats and Nor-Amberd high-altitude cosmic stations and the Yerevan Physics Institute. He made an essential contribution into the development of high-energy physics and played a significant role in creation of methods of recording high-energy particles.