揭开质子世界的奥秘

人类利用原子能已有半个世纪的历史了。原子核中包藏着质子和中子。长期以来人们把质子看成是一种象电子那样的不可分的基本粒子。直到1964年,美国科学家盖尔漫提出夸克模型,认为质子是由3个夸克所组成。5年后,美国斯坦福直线加速器中心(SLAC)的科学家,利用其3公里长的加速器所发出的高能电子,轰击质子靶,结果发现质子确实如盖尔曼     

中国散裂中子源(CSNS)——多学科应用的大科学平台

中国散裂中子源(CSNS)是由1.6GeV的高能质子轰击重金属靶而产生强流中子,并利用中子研究物质微观结构和运动的重要科学设施,主要由质子加速器、中子靶站和中子散射谱仪等三大部分组成,其质子束流功率为100kW,有效脉冲中子通量达2.0×1016n/cm2s,脉冲重复频率为25Hz。CSNS的方案设计吸取了当今国际科技最新成果,技术指标具有国际先进性,将在世界上占有重要地位。经过论证,中科院相继启动了CSNS的概念设计和前期预制研究,目前概念设计已经完成,预制研究正在紧张进行之中,工程建设有望在近期启动。CSNS的建成将在物理学、化学、生命科…     

水是H1.5O？

水是什么时候不是H2O?答案是:当它是H1.5O时.1995年德国和英国物理学家用高能中子轰击水分子来观测质子的行为,发现散射的中子比预期减少了25%,这说明有1/4的氢核子(质子)不见了.     

西藏羊八井宇宙线国家野外观测研究站的建设、运行与发展

1科学背景宇宙线是来自宇宙深处的高能粒子流,主要由质子和多种元素的原子核组成,它携带着宏观宇宙、微观世界和空间环境的科学信息,联系着宇宙的历史、天体的演化、空间     

改革开放之初中国建造高能加速器的 技术路线之争

中国高能加速器建设计划在20世纪70年代末重新提上日程。高能加速器技术路线的确立,经历了从轰击固定靶质子加速器到正负电子对撞机的转变,即从"八七工程"的下马到北京正负电子对撞机方案的出台。"八七工程"是基于中国已有的技术基础和在最大范围内听取的海外专家的意见而做出的决定。因此,将"八七工程"称作"洋跃进"并不妥当。选择正负电子对撞机方案反而是一次"冒险"的决定,因为对撞机刚刚兴起不久,中国在改革开放之初还没有人才和技术基础。对撞机方案的选择离不开李政道等海外物理学家的强烈建议与积极支持。回顾这段历史,对中国大科学装置的建设具有启发意义。     

我们能造出三体人的秘密武器“水滴”吗?

正在刘慈欣的科幻小说《三体》中,三体人其实从未与人类谋面,几百年内,三体人赖以威慑、奴役地球人的,是两颗质子大小的"智子"和一个3.5米长的"水滴"探测器。"智子"是间谍,除传话外,还负责扰乱高能加速器,锁死人类的基础科学研究。"水滴"则充当杀手,它依靠简单的撞击,在30分钟内歼灭了人类的太空武装力量——2 000艘恒星级战舰及百万太空军。     

让宇宙线来考古

<正>对于古生物学家和考古学家来说,他们工作中一项必不可少的工具就是碳-14测年技术,通过这项技术,他们可以推测一具已死生物残骸的年龄。不过很少人知道,他们能使用该技术,很大程度上要归功于天外来客——宇宙线。宇宙线是来自宇宙空间的高能射线,主要是由高能质子组成,此外还有伽马射线、氦离子和正电子等。这些高能粒子的能量有多大?我们知道地球上迄今最大的粒子加     

未来先进核裂变能——ADS嬗变系统

加速器驱动次临界系统(ADS,Accelerator Driven Sub-critical System),以加速器产生的高能强流质子束轰击靶核(如铅等)产生散裂中子作为外源中子驱动和维持次临界堆运行,具有固有安全性。ADS系统的中子能谱硬、通量大、能量分布宽,嬗变长寿命核素能力强,既可大幅降低核废料的放射性危害,实现核废料的最少化处置,同时还有能量输出,可以提高核资源的利用率,被国际公认为核废料处理的最有效手段。中科院于2011年启动了"未来先进核裂变能"战略性先导科技专项,其中ADS嬗变系统作为其两大部署内容之一,将致力于自主发展ADS系统从试验装置到示范装置的全部核心技术和系统集成技术,为保障国家能源供给和核裂变能长期可持续发展做出贡献。     

宇宙射线从哪里来？

早在上个世纪，科学家就发现了宇宙射线，这些来自宇宙某个角落的神秘高能带电柱子一直牵动着他们的神经。现在，人们已经知道了宇宙射线主要由质子构成，依据能量的高低，还将之分为高能宇宙射线和低能宇宙射线。但是，将近一个世纪过去了，科学家仍然没有搞清楚宇宙射线究竟来自宇宙的何处，     

从最小到最大

人们一直在追溯，物质的最小成分是什么?古希腊的一位学者认为，物质的最小结构是原子。上个世纪，终于有人证明了原予的存在，如果把原子放大到足球场那么大，围绕原子核运转的电子就像足球那么大。原子核是由中子和质子组成的，它在遭受高能粒予的撞击下，也是可以分裂的，这种更小的微粒被称为基本粒子。     

小辞典

高能粒子加速器这是加速各种粒子(如质子、电子等)达到很高能量,以供原子核物理学等科学技术部门研究之用的巨型仪器,类型有好些种,用途各有不同。粒子能量以电子伏为单位,一电子伏就是一个电子被电场所加速通过1伏特电位差而具有的能量。     

色玻璃凝聚

研究重粒子对撞的物理学家们认为，他们正在寻找物质存在的普遍形式，它存在在从质子到重核（如铀）范围内的高能粒子中。一些人认为这种被称作“色玻璃凝聚”（color glass condensate）的物质，可以解释新的原子     

在纸上做高能物理实验

在粒子物理学上,问题一旦涉及高能粒子,科学家要么通过建造大型的粒子加速器,要么通过观测宇宙中的遥远天体来验证。于是乎,"高能"总是跟庞大的设备联系在一起。而其实,在某些材料中,存在着"天然"的高能粒子。有些高能物理学上的结论在这些材料中就可得以验证。石墨烯就是这样一种材料。     

东山再起的快中子治癌

1920年，英国著名物理学家、核物理之父卢瑟福在研究原子核的过程中，提出可能存在一种质量与质子相似但不带电的中性粒子的假设，这一预见为中子的发现敲响了第一声晨钟。1932年初，约里奥·居里夫妇在实验室中拍摄到一张云室照片，随即发表在某刊物上，这张照片清楚地记录了中子从含氧蜡片中打出反冲质子的径迹。但是居里夫妇竟然和这位人们期待了十多年的来客擦肩而过，错误地解释为高能r射线在氢核上的康普顿散射。一个多月后，卢瑟福的学生、英国物理学家查德威克应用能量守恒和动量守恒的概念，证实了打击区冲质子的并不是高能Y射线…     

固体核径迹探测器CR39

固体核径迹探测器CR39只对离子敏感,而对、射线以及电子等不敏感,因此在超短脉冲激光与等离子体相互作用产生的质子束的测量中,一般选取固体核径迹探测器CR39测量质子束。     

诺贝尔奖趣闻轶事

我科学家与它擦肩而过 上世纪70年代末，中科院高能物理所的唐孝威教授和曾获得2002年诺贝尔物理学奖的日本科学家小柴昌俊教授在德国汉堡相识．恰巧当时两人都对“质子衰变’实验产生了浓厚兴趣，并开始谈论实验方案．1979年9月．唐孝威和小柴昌俊回国后多次联系表示建议中日两国共同建造大型“水切仑柯夫”探测装置以探测“质子衰变“的事例；之后两人各自向政府申请实验经费，唐孝威的申请没有得到批准而小柴昌俊获得了研究经费。经过20年的奋斗，小柴昌俊最终证实太阳中微子丢失．探测到超新星爆发的中微子和大气μ中微子振落现象，从而获得了2002年诺贝尔物理学奖．     

日本开发电池驱动小型电子加速器

日本产业技术综合研究所开发出一种利用干电池驱动的超小型电子线形加速器。该装置使用10至12节5号干电池作动力,可连续1小时产生10万电子伏以上高能电子束和X射线。机器小到可以手提,易于在建筑物内等狭小场所进行X射线非破坏性检查。     

中微子爱在夜间玩变形

<正>中微子是具有静止质量的粒子中最轻的一种基本粒子。它很"孤僻",很少与物质发生作用,所以它可以如入无人之境般地穿透你的身体。中微子有三类,根据其产生时伴随的粒子不同,可分为电子型、μ子型和τ子型中微子,其中电子型中微子是高能的。三类中微子还像玩变形游戏一样可以相互转化,这个现象叫"中微子振荡"。太阳中心的"核熔炉"中,每时每刻都要产生     

高能序列技术课题组宣布制造出微小分子团水

<正>[导读]中国一个旨在进行量子力学高能序列技术研究和实验的科研团队——高能序列技术课题组1月14日在北京宣布,科研人员在对水进行高能序列处理时遭遇一个"美丽的意外",偶然发现并制造出微小分子团水,其分子团直径仅0.5纳米,可直接进入人体细胞膜。中国一个旨在进行量子力学高能序列技术研究和实验的科研团队——高能序列技术课题组1月14日在北京宣布,科研人员在对水进行高能序列处理时遭遇一个     

原子里的强力胶

科学家们通过研究电子和正电子的碰撞实验,发现了一个很奇异的粒子——Ds(2317),并且认为它会有利于人们揭开原子结构之谜。 我们都知道,原子是由电子、质子和中子组成的,其中质子和中子组成小而致密的原子核,电子则围绕着原子核运动,在电子和原子核之间存在一个非常空旷的空间,因为和原子的大小比较起来,原子核的直径要小上