粒子物理和宇宙学

粒子物理学的研究对象是基本粒子,其尺度范围小于10-13cm,质量小于 10-23g,是所谓的微观物理学.宇宙学的最小研究对象是星系,其尺度范围大于 1019cm,质量大于1039g,是所谓的宇观物理学.热大爆炸宇宙模型使两者发生了密切的联系.近十几年来,这种联系日益深化,一方面使宇宙学臻于成熟,另一方面也推动着粒子物理学的发展. 以可靠的物理规律为基础的宇宙学研究,是在有了广义相对论之后才开始的.宇宙的膨胀则是在1929年Hubble发现了河外星系的退行规律后才逐渐被认识的.四十年代末,Gamow及其合作者以宇宙膨胀的观念为基础,首先成功地讨论了宇宙…     

用光谱学方法研究不同放电等离子体粒子约束

本文用光谱学方法研究在ＨＬ－１装置上ＬＨＣＤ及ＥＣＲＨ等离子体，弹丸注入等离子体，偏压电极与偏压孔栏等离子体粒子约束特性。结果表明：在弹丸注入使用正向偏压电极与偏压孔栏期间，等离子体粒子约束行到改善，较低密度下（＾ｎｅ＜２．０×１０＾１＾３ｃｍ＾－＾３），ＬＨＣＤ脉冲期间粒子约束得到改善；而当密度＾－ｎｅ大于２．０×１０＾１＾３ｃｍ＾－＾３时，等离子体约束变坏。ＥＣＲＨ脉冲期间粒子约束得不到改善。     

粒子物理学100年的发现

 粒子物理学的发展始于1897年电子的发现,到1995年顶夸克的发现经历了100年.在这100年中,随着不断地发现新粒子和新现象,粒子物理学从孕育、诞生、成长到成熟,形成了一门崭新的物理学前沿学科.     

在粒子物理学课堂教学中融入学科发展前沿

粒子物理学是粒子物理和核物理方向硕士研究生的一门重要专业基础课,也是一门不断发展的学科。本文以粒子物理学的两个教学重点强子及强子结构和标准模型的检验及Higgs粒子的探测为例,对在粒子物理学课堂教学中融入该学科发展的前沿动态进行了探讨,有助于学生了解本学科的最新研究进展、研究热点和有待解决的问题,拓展知识面,激发学习和研究的兴趣,培养创新思维。     

中微子对宇宙大尺度结构的非线性效应

中微子的特性是现代物理学的重大问题之一。在粒子物理标准模型中有三类中微子,中微子振荡实验测量出不同中微子的质量平方差,表明中微子的质量总和不为零,并给出了中微子质量和的下限:0.05eV。中微子质量对宇宙演化有着复杂的影响。在宇宙早期,中微子为相对论性粒子,作为辐射能量密度,从而改变了物质辐射的能量密度比。基于此效应,宇宙微波背景辐射(CMB)的观测给出了中微子质量总和的上限:0.2eV。     

探索中微子之谜:回顾与展望

中微子的静质量是２０世纪末物理学中一个有待解决的重要问题,它在粒子物理学、宇宙学和天体物理学中占有重要的地位。文章首先评述了太阳中微子实验、大气中微子实验、超新星中微子实验和加速器中微子实验的历史、现状和发展。多年来的实验显示,中微子具有不为零的静质量,可以通过 不同的味之间转换。至少有两个理论描述了中微子振荡,即真空振荡机制和ＭＳＷ机制,文章讨论了这两个理论及其实验判据。最后,介绍了测量中微子静     

中微子质量与宇宙超大尺度结构

由>10²Mpc的宇宙超大尺度结构推知我们的宇宙委可能主要是由热暗物质(中微子)所组成,其质量m_v～10^－1eV(0.16eV).     

高山宇宙线粒子电磁簇射的研究

在海拔３２００ ｍ高山,用一台有效体积为４５×４５×１４ｃｍ３的多板云室,测量了宇宙线贯穿粒子的电磁簇射几率,传递能量范围为 ０．４－２ ＧｅＶ．获得了８０１个有用事例,得到选入的高山宇宙线粒子在 １．２５ ｃｍ厚铅层中产生电磁簇射的平均几率是［４．６２±０．７６］×１０－3 ,大于由理论和加速器实验数据推出的μ,Ρ。π±的电磁簇射几率．用统计方法对实验结果进行了分析．     

一个了解宇宙的新窗口——分子天体物理学介绍

 现代科学的显著特点之一是它的综合性和整体性,即各个学科之间的交互影响.分子天体物理学的建立和发展是一个很好的例子.在它的发展过程中,物理学和化学的基础研究,射电天文学和空间天文学的最新技术成就与天体物理学和天体化学密切配合,相互推动.在短短的二十多年中形成了一门生气勃勃的新学科.它为天文学提供了一个了解宇宙的新窗口,有力地推动了恒星演化的极早期阶段和晚期阶段的研究.     

反物质和暗能量

 上个世纪,人类在探索宇宙奥秘和物质基本结构及其相互作用的道路上取得了辉煌的成就,建立了描述微观世界的粒子物理标准模型和描述宇观世界的大爆炸宇宙学标准模型。粒子宇宙学将微观世界和宇观世界、粒子物理学和天文学结合起来,研究早期宇宙这一极端条件下的物理规律,探讨基本粒子的相互作用的统一。近代宇宙学研究表明,在宇宙演化过程中经历了暴涨(Inflation)阶段。基于粒子物理的标量场理论,暴涨宇宙学不仅为经典大爆炸宇宙模型中的初始条件和疑难给予了答案,而且提供了一个描述宇宙大尺度结构成因的合理理论,并为近年观测所支持。     

中微子质量之探索

 中微子是自旋为1/2的轻子,有电子中微子、μ子中微子、τ子中微子三种不同形态。由于中微子不带电,仅参与弱相互作用,不参与强相互作用和电磁相互作用,反应截面极小,所以很难在实验中观测到,对其质量的研究更是困难重重。探索中微子质量的意义中微子质量的研究对最微观的粒子物理规律和最宏观的天体物理、宇宙起源及演化都有重大意义,是探索粒子物理标准模型之外新物理的突破口与关键所在。在传统的粒子物理标准模型中,二分量中微子理论和轻子数守恒定律要求中微子静止质量为零。因为若中微子质量不为零,则根据爱因斯坦相对论,其速度必定低于光速,这样就会出现速度超过中微子的观察者。     

中微子的静止质量及其在物理学和宇宙学上的意义

简要地介绍了中微子的发现历史及其基本特性,着重介绍了Ｓｕｐｅｒ－Ｋａｍｉｏｋａｎｄｅ中微子天文台大气中微子实验和太阳中微子实验的基本原理及其最新实验结果,对中微子的静止质量在太阳中微子失踪问题、粒子物理学和宇宙学上的意义作了讨论,指出了与中微子静止质量相关的３个有待解决的问题。     

量子宇宙——21世纪粒子物理学的革命

 本文编译自美国高能物理顾问委员会(HEPAP)出版的《量子宇宙(QuantumUniverse)》一书。它是根据美国能源部和国家自然科学基金委的要求编写的科普读物。微观量子世界和宏观宇宙学研究的交叉对21世纪的粒子物理学提出了严峻的挑战,正孕育着一场深刻的革命。此书论述了粒子物理学面临的9个重大问题,并结合美国高能物理实验研究计划进行讨论。     

低温下C60拉曼谱线的强度变化

测量了２８４－１０Ｋ范围内Ｃ６０的拉曼谱，作了了拉曼谱线的强度－温度曲线。这些曲线都在一级相变点２５０Ｋ附近呈现突变：Ａｇ模谱线的强度及其变化都显著大于Ｈｇ的：１４７０，４９８ｃｍ＾－１二者的曲线起伏趋势完全相反。     

Tl—1223超导体及其复Ag带的制备

研究了用产中分熔化法制备Ｔｌ－１２２３超导体的工艺。样品的名义组成为（Ｔｌ０．５Ｐｂ０．５）（Ｓｒ０．８Ｂａ０．２）Ｃａ２Ｃｕ３Ｏｙ。经熔化退火的样品，其磁化电流的７７Ｋ和１Ｔ下大于２×１０＾４／ｃｍ＾２。用熔化－退火的超导粉作原料制得的复Ａｇ带短样，Ｊｃ达１．６－１．７×１０＾４Ａ／ｃｍ＾２（７７ｋ，０Ｔ）。采用烧结后的超导粉作原料，在制备复Ａｇ带的工艺中，如用熔化－退火的热处理制度，可以免除…     

桂利嗪的荷移分光光度法测定

本研究了桂利嗪与７．７,８,８－四氰基对二次甲苯醌（ＴＣＮＱ）的荷移（ＣＴ）反应,确定了荷移反应的最佳条件。结果表明：在丙酮－甲醇介质中,二于室温条件下１０ｍｉｎ即可形成１：１的络合物,在其最大吸收波长７４３ｎｍ处表观摩尔吸光系数ε＝１．５８×１０＾４Ｌ·ｍｏｌ＾－１·ｃｍ＾－１,在０～１８μｇ·ｍＬ＾－１范围内符合比尔定律。方法的相对标准偏差小于３％（ｎ＝１０）。对形成ＣＴ络合物的机理进行了     

宇宙交响曲

宇宙声波不仅存在,而且已经观测到诸如黑洞声波等声波与天体物理现象的互作用现象。本文承授权转载自《科学美国人》2004年第4期,旨在向声学研究者介绍与声学有关的新领域及其新进展。原文作者为:Wayne Hu和Martin White,翻译作者为:李斌。Hu是美国芝加哥大学天文学与天体物理学副教授。他研究的方向包括暗物质、暗能量以及宇宙结构的形成等。White是美国加州大学伯克利分校的天文学与物理学教授。他研究的方向包括宇宙结构的起源,以及天体物理学与基础物理学之间的关系。     

邻硝基苯基荧光酮光度法测定镍的研究和应用

研究了邻基苯荧光酮与镍的显色反应,在ＰＨ＝１０．８的硼砂－氢氧化钠缓冲淀粉 中,在ＣＰＢ和ＯＰ存在下,ｏ－ＮＰＦ和Ｎｉ（Ⅱ）生成３：１的蓝紫色稳定络合物λｍａｘ＝６２０ｎｍ,ε＝１．２０＊１０＾５Ｌ．ｍｏｌ＾－１．ｃｍ＾－１,符合比耳定律的范围为０－１０μｇ／２５ｍＬ。本方法适用于铝合金中微量镍及水、电镀废水中镍的测定。     

超短超强激光与稀薄等离子体相互作用的数值研究

用一维粒子模拟方法（Ｐａｒｔｉｃｌｅ－ｉｎ－Ｃｅｌｌ）数值研究了超短超强激光（Ｉλ＾２〉１０＾１８Ｗ．μｍ＾２／ｃｍ＾２）与稀薄等离子体的相互作用过程，结果表明，超短超强激光与稀薄等相互作用后，在等离子体中激发起尾波和拉曼（Ｒａｍａｎ）波，它们的波长和频率的值与解析解符合得很好；同时在尾波的作用下，等离子体的部分电子被加速的很高的速度，甚至接近光速。     

Cr￣(4+):YAG可饱和吸收特性测量

测量了Ｃｒ４＋ＹＡＧ材料的可饱和吸收特性，用多种数据分析方法处理了实验结果，Ｃｒ４＋ＹＡＧ的基态吸收截面σｇｓ＝１１×１０－１９ｃｍ２，激发态吸收截面σｅｓ＝１．２×１０－１９ｃｍ２。