宇宙線研究進展-課件

宇宙線研究進展幾十年來，何先生一直以極大的熱情，持續(xù)地關(guān)注和支持我國的宇宙線研究:研究方向的開拓,研究課題的建立,人員、經(jīng)費,指導(dǎo)、鼓勵.對宇宙線學(xué)科意義的重視,對相關(guān)學(xué)科之間深刻聯(lián)系的洞察.宇宙線研究進展幾十年來，何先生一直以極大的熱情，持續(xù)地關(guān)注和1宇宙線—人們唯一可以獲得的來自太陽系外的物質(zhì)樣品.宇宙線是微觀粒子，屬于“非常小”的微觀世界；宇宙線來自宇宙空間，聯(lián)系于“非常大”的宇觀世界.天然地將非常小的世界與非常大的世界相聯(lián)系.這一特質(zhì)，決定了宇宙線研究所具有的生命力.近二十年，這一特質(zhì)愈為充分地在宇宙線研究中顯現(xiàn).宇宙線—人們唯一可以獲得的來自太陽系外的物質(zhì)樣品.21912年發(fā)現(xiàn).1912-’30初，早期的宇宙線研究階段.地面上（大氣層下）宇宙線的特性：強度隨經(jīng)度、緯度、方向、高度、時間等的變化.大氣層下宇宙線的現(xiàn)象學(xué)研究.1912年發(fā)現(xiàn).3’30初—’50初，中期的宇宙線研究階段.1932,e+1937,μ1947,π、Κ、Λ、Σ…

發(fā)現(xiàn)新粒子，了解電磁相互作用，了解弱相互作用，初步探索強相互作用.’30初—’50初，中期的宇宙線研究階段.4’50初，建造高能加速器成為必然趨勢.以加速器實驗為基礎(chǔ)，粒子物理獲得巨大發(fā)展.到‘70，電弱統(tǒng)一和QCD相繼發(fā)展成熟，“粒子物理的標(biāo)準模型”.標(biāo)準模型又被隨后幾乎所有的新實驗結(jié)果所證實.預(yù)言的一些粒子（除Higgs粒子）相繼被發(fā)現(xiàn).’50初，建造高能加速器成為必然趨勢.5’50以后，宇宙線研究重點向兩個方面轉(zhuǎn)移：走向更高的能區(qū)高于加速器能區(qū)的粒子相互作用研究,觀測廣延大氣簇射,宇宙線能譜延續(xù)到1020eV以上.’50以后，宇宙線研究重點向兩個方面轉(zhuǎn)移：6宇宙線研究進展-課件7走向空間觀測地外空間的宇宙線令人耳目一新.

輻射帶、太陽風(fēng)、太陽質(zhì)子，宇宙線元素豐度，重核同位素，時鐘同位素,等.日地空間環(huán)境，太陽宇宙線，銀河宇宙線的起源、加速和傳播.宇宙線研究進展-課件8到上一世紀’80初，宇宙線的觀測和研究大致經(jīng)歷了:地面宇宙線現(xiàn)象學(xué);發(fā)現(xiàn)新粒子，了解粒子相互作用;超高能宇宙線作用;日地空間、太陽宇宙線、銀河宇宙線.八十年代初以后：超過標(biāo)準模型的粒子物理和宇宙學(xué)的結(jié)合.到上一世紀’80初，宇宙線的觀測和研究大致經(jīng)歷了:9兩個方面的動因：一、粒子物理的最新發(fā)展在“非一般物理條件下”，需要新的理論；具有更大對稱性的理論，更大范圍力的統(tǒng)一的理論.→大統(tǒng)一、超對稱、弦理論等.對其檢驗和甄選，很難再依靠加速器實驗，而非加速器實驗（其中許多是宇宙線實驗）則可以提供不可替代的機會.兩個方面的動因：10二、宇宙學(xué)的最新進展熱大爆炸宇宙學(xué)的成功.粒子物理新理論預(yù)言的所有粒子，所有相互作用在早期宇宙的極高溫條件下都曾存在.在宇宙膨脹、溫度降低、在相應(yīng)的對稱性破缺的相變中，相應(yīng)的粒子就可能保留下來，穩(wěn)定的粒子就可能存活到今天，成為今日宇宙線的一個組分.二、宇宙學(xué)的最新進展11‘80以后，近期的宇宙線研究主要的物理目標(biāo)：尋找暗物質(zhì)粒子，尋找反物質(zhì)粒子，尋找質(zhì)子衰變信號和磁單極子，尋找恒星塌縮中微子，觀測太陽中微子、大氣中微子，極高能量的宇宙線，具體的宇宙線源,等.‘80以后，近期的宇宙線研究12重要研究的結(jié)果有：SN1987A中微子，第一次觀察到恒星塌縮中微子；太陽中微子和大氣中微子的觀測，中微子振蕩的證據(jù)；>1020eV累積了～20個事例，引發(fā)了十分活躍的物理研究；在～TeV能區(qū)，確認了十來個銀河的和河外的高能粒子源.重要研究的結(jié)果有：13宇宙線研究進展-課件14已經(jīng)(或正在)建造一系列大型、精密的宇宙線觀測設(shè)備，具代表性的如：地下8萬噸水契侖可夫探測器；3000km2的廣延大氣簇射陣列；大型精密空間磁譜儀；大氣契侖可夫成像望遠鏡陣列；250kg高純NaI暗物質(zhì)探測器;等.正在籌建的具代表性的如：ICEcube，1km3冰契侖可夫探測器；OWL和EUSO，覆蓋～10萬km2面積的極高能宇宙線探測器;地中海和貝加爾湖的深水契侖可夫探測器;等.已經(jīng)(或正在)建造一系列大型、精密的宇宙線觀測設(shè)備，具代表性15宇宙線研究進展-課件16宇宙線研究進展-課件17宇宙線研究進展-課件18宇宙線研究進展-課件19宇宙線研究進展-課件20宇宙線研究進展-課件21宇宙線研究進展-課件22前所未有地，天文學(xué)的發(fā)現(xiàn)極大地影響著粒子物理的前沿研究；前所未有地，粒子物理的建樹極大地影響著天體物理及宇宙物理的進展；大自然的兩個極端，非常大的宇觀世界和非常小的微觀世界，所提出的問題纏繞在一起。宇宙線研究，既具有聯(lián)系著兩個世界的特質(zhì)，定會繼續(xù)發(fā)揮重要的作用。前所未有地，天文學(xué)的發(fā)現(xiàn)極大地影響著粒子物理的前沿研究；23祝何澤慧先生健康長壽！祝何澤慧先生健康長壽！24宇宙線研究進展幾十年來，何先生一直以極大的熱情，持續(xù)地關(guān)注和支持我國的宇宙線研究:研究方向的開拓,研究課題的建立,人員、經(jīng)費,指導(dǎo)、鼓勵.對宇宙線學(xué)科意義的重視,對相關(guān)學(xué)科之間深刻聯(lián)系的洞察.宇宙線研究進展幾十年來，何先生一直以極大的熱情，持續(xù)地關(guān)注和25宇宙線—人們唯一可以獲得的來自太陽系外的物質(zhì)樣品.宇宙線是微觀粒子，屬于“非常小”的微觀世界；宇宙線來自宇宙空間，聯(lián)系于“非常大”的宇觀世界.天然地將非常小的世界與非常大的世界相聯(lián)系.這一特質(zhì)，決定了宇宙線研究所具有的生命力.近二十年，這一特質(zhì)愈為充分地在宇宙線研究中顯現(xiàn).宇宙線—人們唯一可以獲得的來自太陽系外的物質(zhì)樣品.261912年發(fā)現(xiàn).1912-’30初，早期的宇宙線研究階段.地面上（大氣層下）宇宙線的特性：強度隨經(jīng)度、緯度、方向、高度、時間等的變化.大氣層下宇宙線的現(xiàn)象學(xué)研究.1912年發(fā)現(xiàn).27’30初—’50初，中期的宇宙線研究階段.1932,e+1937,μ1947,π、Κ、Λ、Σ…

發(fā)現(xiàn)新粒子，了解電磁相互作用，了解弱相互作用，初步探索強相互作用.’30初—’50初，中期的宇宙線研究階段.28’50初，建造高能加速器成為必然趨勢.以加速器實驗為基礎(chǔ)，粒子物理獲得巨大發(fā)展.到‘70，電弱統(tǒng)一和QCD相繼發(fā)展成熟，“粒子物理的標(biāo)準模型”.標(biāo)準模型又被隨后幾乎所有的新實驗結(jié)果所證實.預(yù)言的一些粒子（除Higgs粒子）相繼被發(fā)現(xiàn).’50初，建造高能加速器成為必然趨勢.29’50以后，宇宙線研究重點向兩個方面轉(zhuǎn)移：走向更高的能區(qū)高于加速器能區(qū)的粒子相互作用研究,觀測廣延大氣簇射,宇宙線能譜延續(xù)到1020eV以上.’50以后，宇宙線研究重點向兩個方面轉(zhuǎn)移：30宇宙線研究進展-課件31走向空間觀測地外空間的宇宙線令人耳目一新.

輻射帶、太陽風(fēng)、太陽質(zhì)子，宇宙線元素豐度，重核同位素，時鐘同位素,等.日地空間環(huán)境，太陽宇宙線，銀河宇宙線的起源、加速和傳播.宇宙線研究進展-課件32到上一世紀’80初，宇宙線的觀測和研究大致經(jīng)歷了:地面宇宙線現(xiàn)象學(xué);發(fā)現(xiàn)新粒子，了解粒子相互作用;超高能宇宙線作用;日地空間、太陽宇宙線、銀河宇宙線.八十年代初以后：超過標(biāo)準模型的粒子物理和宇宙學(xué)的結(jié)合.到上一世紀’80初，宇宙線的觀測和研究大致經(jīng)歷了:33兩個方面的動因：一、粒子物理的最新發(fā)展在“非一般物理條件下”，需要新的理論；具有更大對稱性的理論，更大范圍力的統(tǒng)一的理論.→大統(tǒng)一、超對稱、弦理論等.對其檢驗和甄選，很難再依靠加速器實驗，而非加速器實驗（其中許多是宇宙線實驗）則可以提供不可替代的機會.兩個方面的動因：34二、宇宙學(xué)的最新進展熱大爆炸宇宙學(xué)的成功.粒子物理新理論預(yù)言的所有粒子，所有相互作用在早期宇宙的極高溫條件下都曾存在.在宇宙膨脹、溫度降低、在相應(yīng)的對稱性破缺的相變中，相應(yīng)的粒子就可能保留下來，穩(wěn)定的粒子就可能存活到今天，成為今日宇宙線的一個組分.二、宇宙學(xué)的最新進展35‘80以后，近期的宇宙線研究主要的物理目標(biāo)：尋找暗物質(zhì)粒子，尋找反物質(zhì)粒子，尋找質(zhì)子衰變信號和磁單極子，尋找恒星塌縮中微子，觀測太陽中微子、大氣中微子，極高能量的宇宙線，具體的宇宙線源,等.‘80以后，近期的宇宙線研究36重要研究的結(jié)果有：SN1987A中微子，第一次觀察到恒星塌縮中微子；太陽中微子和大氣中微子的觀測，中微子振蕩的證據(jù)；>1020eV累積了～20個事例，引發(fā)了十分活躍的物理研究；在～TeV能區(qū)，確認了十來個銀河的和河外的高能粒子源.重要研究的結(jié)果有：37宇宙線研究進展-課件38已經(jīng)(或正在)建造一系列大型、精密的宇宙線觀測設(shè)備，具代表性的如：地下8萬噸水契侖可夫探測器；3000km2的廣延大氣簇射陣列；大型精密空間磁譜儀；大氣契侖可夫成像望遠鏡陣列；250kg高純NaI暗物質(zhì)探測器;等.正在籌建的具代表性的如：ICEcube，1km3冰契侖可夫探測器；OWL和EUSO，覆蓋～10萬km2面積的極高能宇宙線探測器;地中海和貝加爾湖的深水契侖可夫探測器;等.已經(jīng)(或正在)建造一系列大型、精密的宇宙線觀測設(shè)備，具代表性39宇宙線研究進展-課件40宇宙線研究進展-課件41宇宙線研究進展-課件42宇宙線研究進展-課件43宇宙線研究進展-