高效率生产粲粒子的工厂——BEPCⅡ加速器巡礼

1974年11月,丁肇中和里克特几乎同时宣布,他们的实验组各自在美国布鲁克海文实验室的质子同步加速器AGS和斯坦福直线加速器中心的正负电子对撞机SPEAR上,发现了一个能量约为31亿电子伏特的新粒子,并分别命名为J粒子和Ψ粒子,后来统一称为J／Ψ粒子。这一被誉为“十一月革命”的发现,使高能物理的研究迈进了一个新的境界。     

超高能宇宙γ射线所提出的疑问

在五十年代以前的二十多年里,几乎所有的新粒子都是首先从宇宙线中发现的.只是随着具有GeV能量和更高能量的加速器的相继建成,高能物理学家才逐渐把注意力转向加速器实验. 近几年建立起来的一系列新的超高能宇宙线粒子探测器已观测到从一些“点源”发射来的能量高于1015eV的高能宇宙线粒子.而在此之前人们还从未探测到能量高于1012eV的从点源发出的宇宙线粒子. 观测到从点源发出的超高能宇宙线粒子无疑会有助于解开七十多年来未能解决的宇宙线起源之谜.更重要的是,对这一系列观测进行分析得出的结果还向物理学家提出了一系列疑问. 高能原…     

希格斯粒子性质测量

2012年大型强子对撞机上的ATLAS和CMS实验发现希格斯粒子,这是粒子物理发展的一个里程碑。这一重大发现揭示了基本粒子质量的起源,极大地深化了人类对于物质世界的认知。希格斯粒子发现之后,测量希格斯粒子的性质是检验粒子物理标准模型并寻找新物理的重要途径。文章从质量、自旋、宇称和耦合等方面介绍希格斯粒子的性质测量。     

物理学史中的九月

 1932年查德威克（James Chadwick）发现中子,确立原子核是由质子和中子组成后,物理学家认为基本粒子只有四种：光子、电子、质子和中子。第二次世界大战后,新粒子不断地在宇宙线和能量越建越高的新加速器中被发现,看似杂乱无章,令物理学家困惑不已,而出现了"粒子园"之词。盖尔曼（Murray Gell-Mann）经由对称性的考虑,提出夸克假设,得到实验证实,使得组成宇宙的基本粒子美丽、简单有序的景象得以呈现。     

能量不会凭空产生

对于一些带电粒子在电场、磁场及其复合场中的运动,通常看起来没有问题;但只要连接成一个循环,就会发现,粒子的能量可能无限增大,成了永动机.这样的习题在高考题中也有出现,如2007年全国高考理综卷第25题.永动机是不存在的,这些粒子的能量是从哪里来的?这个问题曾长期困扰着我.本文试从笔者的经历,介绍问题的发现、探究辨析和认识.     

新的发现 新的挑战——北京谱仪国际合作组发现新粒子

 2003年7月30日,中国科学院高能物理研究所在新闻通报会上宣布,北京谱仪国际合作组最近发现了一个新粒子。北京谱仪合作组是由高能物理研究所和国内17所大学和研究机构及美国、日本、韩国和英国的物理学家和研究生组成的。这个新粒子是该合作组通过分析5800万J/ψ粒子衰变的事例数据,在分析粲粒子辐射衰变到正反质子的过程中发现的。这项研究成果的论文已在世界最具权威和最有影响的期刊《物理学评论快报》(2003年7月)上发表。这次发现新粒子的消息顿时引起了各方的广泛关注。人们都很想知道这是一种什么样的粒子?这一新发现有何物理意义?这是不是又是一个突破性的成就?     

铁电存储器中高能质子引发的单粒子功能中断效应实验研究

利用中国原子能科学研究院的中高能质子实验平台,针对两款商用铁电存储器开展了中高能质子单粒子效应实验研究,发现其中一款器件在质子辐照下发生了单粒子翻转和单粒子功能中断.本文主要针对单粒子功能中断效应展开了后续实验研究.首先通过改变质子能量对器件进行辐照,发现单粒子功能中断截面随质子能量的提高而增加.为进一步研究器件发生单粒子功能中断的机理,利用激光微束平台开展了辅助实验,对铁电存储器的单粒子功能中断效应的敏感区域进行了定位,最后发现铁电存储器单粒子功能中断是由器件外围电路发生的微锁定导致的.     

1929年9月5日:夸克模型建构者盖尔曼诞生

<正>1932年查德威克(James Chadwick)发现中子,确立原子核是由质子和中子组成后,物理学家认为基本粒子只有四种:光子、电子、质子和中子。第二次世界大战后,新粒子不断地在宇宙线和能量越建越高的新加速器中被发现,看似杂乱无章,令物理学家困惑不已,而出现了"粒子园"之词。盖尔曼(Murray Gell-Mann)经由对称性的考虑,提出夸克假设,得到实验证实,使得组成宇宙的基本粒子美丽、简单有序的景象得以呈现。     

暗能量研究进展

1998年,美国两个超新星观测团队发现,今天的宇宙是在加速膨胀的,而推动宇宙加速膨胀的是一种不为当时人们所知的物质组分——暗能量。暗能量的存在是近年来粒子宇宙学研究领域最重要的发现之一,并为随后一系列的天文观测实验所支持。暗能量的物理性质已经成为当今宇宙学的一个研究热点,近年来已经取得了巨大的进展。本文将会回顾一下近些年来国内外在暗能量研究方面,特别是在利用天文观测数据限制暗能量性质方面所取得的进展,并展望未来的天文观测实验研究暗能量性质的可行性。     

暗能量研究进展

1998年,美国两个超新星观测团队发现,今天的宇宙是在加速膨胀的,而推动宇宙加速膨胀的是一种不为当时人们所知的物质组分——暗能量。暗能量的存在是近年来粒子宇宙学研究领域最重要的发现之一,并为随后一系列的天文观测实验所支持。暗能量的物理性质已经成为当今宇宙学的一个研究热点,近年来已经取得了巨大的进展。本文将会回顾一下近些年来国内外在暗能量研究方面,特别是在利用天文观测数据限制暗能量性质方面所取得的进展,并展望未来的天文观测实验研究暗能量性质的可行性。     

基于热峰模型的单粒子效应模拟研究

单粒子效应是航天电子器件失效的重要原因,研究其物理过程对航天电子器件寿命预测、器件抗辐照加固有着重要的意义。现有的模型多从线性能量沉积的角度来解释单粒子翻转,因此无法解释单粒子效应地面实验模拟过程中的温度效应。建立了一个新模型,从高能带电离子与材料相互作用的物理过程出发,通过解三维的热扩散方程,计算出能量在材料中沉积、交换、扩散,得到电子和晶格温度的空间分布以及时间演化过程。推断出离子辐照过程中导致的自由电子浓度和收集电荷随LET的变化关系。此模型解释了单粒子效应中随着器件温度升高,单粒子效应截面增加的现象。     

新物理的探索——非加速器粒子物理实验的进展

 近十年来,非加速器粒子物理实验的进展引人注目.实验设备规模宏大,建造费用猛增,实验运行周期变长.去年八月二日至八日在新加坡举行的第二十五届国际高能物理会议上,非加速器粒子物理实验及其有关理论的报告占相当大的比重,引起与会者的广泛兴趣.加速器产生的粒子束能量与亮度是可控的,粒子束种类、飞行方向和到达时间可由实验人员调节与控制.几十年来,这种粒子源实验手段在高能物理的飞速发展中起了巨大作用.但是,无论是粒子的能量还是粒子的种类,自然界存在的粒子源远比人工粒子源丰富多样.人们往往是在自然界找到了新粒子源,然后在加速器中产生它,并进行精密的测量.这样的例子是层出不穷的.例如,α、β与γ射线就是在天然放射源中找到的.正电子、μ介子和奇异粒子也是在宇宙线中首次发现的.     

我国卫星回收核乳胶中一个宇宙线的高多重数事例

本文报告了在我国卫星回收核乳胶中发现的一个宇宙线的高多重数事例.利用Castagnoli方法和有效核作用模型,估计了入射粒子的能量和类型.     

相对论重离子碰撞的温度涨落与热容

使用LUCIAE3.0模型模拟了SPS能区Pb+Pb和C+C在不同能量(E_lab=20—200A GeV)和不同中心度下的重离子碰撞.并通过逐个事件的粒子温度涨落提取出了相应粒子的热容,发现对于同一碰撞系统,单位发射粒子的热容随碰撞能量的升高而下降直至饱和,随着碰撞参数b的增大而减小,而且发现单位发射粒子的热容具有随粒子质量的变大而变大的关系.同时还发现不同碰撞系统中同一种粒子具有相同的单位发射粒子热容,并给出了相应的解释.     

托卡马克中α粒子的新经典输运

本文利用不可逆熵生产率的变分原理导出托卡马克中α粒子的新经典输运理论,求得普遍情况下高能α粒子的新经典粒子通量、能量通量和电流通量。所求出的α粒子自举电流和α粒子通量中的Ware通量比过去的结果大δ~(-1)(δ为逆纵横比)倍,而方向相反。     

第十五届全国原子与分子物理学术会议投稿论文:粒子在 Hénon-Heiles势中的逃逸动力学模拟

利用庞加莱截面和相空间轨迹方法对粒子在Hénon-Heiles势中的逃逸动力学进行了模拟。粒子的动力学性质敏感地依赖于粒子的能量。数值计算表明当能量很小时，粒子的运动是规则的；随着能量的增加，粒子的运动开始出现混沌。当能量增加到鞍点能 时,几乎所有的相空间轨迹都是混沌的。当粒子的能量 , 粒子可以越过势阱发生逃逸。对于给定的大于 的能量, 我们画出了粒子的逃逸－时间曲线和逃逸轨迹。我们的研究对于研究混沌传输和逃逸动力学具有一定的参考价值。     

关于规范场和复合粒子

1983年和1984年,粒子物理学取得了若干重要进展.实验上发现了传递弱相互作用的中间玻色子 W±和 Z0,而且已观察到的基本性质与 Glashow-Weinberg-Salam的最小电弱统一理论的预言很好符合.这是对这个理论的直接的判定性检验,也是在粒子物理中杨-Mills规范对称性存在的第一个判定性证据.在发现W±粒子和Z0粒子之后不久,实验就表明Z0粒子有“反常辐射衰变”,即实验上观察到的Z0→1 1-γ衰变的分支比,比理论的予言约大一个数量级.在考虑了理论上的各种修正之后理论与实验的这个矛盾都不能解决.接着在实验中又观察到一系列“大横向丢失能量事…     

高能物理的发展

高能物理(亦称粒子物理)是在研究原子、原子核和宇宙线的过程中诞生的.在五十年代初,加速器的能量开始超过IGeV,从而有可能开始对高能物理现象进行系统的研究,高能物理也就开始成为物理学中一个独立的分支学科. 在原子的研究中,发现了电子、质子和光子.就目前的粒子的分类来说,     

探寻和发现——见证希格斯粒子或极类似物

进一步的工作将证明它到底是标准模型的最后一个粒子还是新物理的踪迹．大约50年前,三篇几乎同时独立发表的文章奠定了以后将被称为希格斯机制的理论基础．在粒子物理的标准模型中,要求存在一个标量场,它激发出一个自旋为零的粒子,此标量场与其他基本粒子相互作用而赋予它们以质量．希格斯玻色子是标准模型所预言然而最后尚未被发现的粒子．     

CMS实验中希格斯粒子的寻找

2012年7月4日,欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)上进行的两个实验—ATLAS实验和CMS实验,发现了一个质量大约为125 GeV的新粒子。这个粒子后来进一步被证实,其与粒子物理标准模型预言的希格斯粒子的属性相吻合。文章首先简单介绍了希格斯粒子及其发现历程,以及LHC上进行的CMS实验,然后主要介绍了CMS上希格斯粒子的发现和它的性质的测量结果,以及中国科学家们在其中做出的重要贡献。