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中国科学院高能物理研究所科学家们寻梦“大对撞机”!莫大于海

中国科学院高能物理研究所科学家们寻梦“大对撞机”!

现在,中国就有这么个惊世大辩论:要不要斥资千亿建新一代大型对撞机?大型对撞机局部图几天之前的4月29日下午,在中国科学院大学“明德讲堂”上,刚上研究生一年级,目前在中国科学院高能物理研究所(以下简称中科院高能物理所)实验物理中心学习的曾浩向中国科学院院士、诺贝尔奖得主杨振宁提问:“您现在对我们建造环形正负电子对撞机(CEPC)的想法有没有改变?”杨振宁教授讲堂上,杨振宁教授告诉曾浩同学,大型对撞机“盛宴已过”,并且建议他“不要走这个方向”。就此,一场大型对撞机建造之争已被再度点燃。杨振宁教授说:“这领域不只是从今天开始,而是从30年以前开始,就已经走在末路上了。可多半人还不知道!”他表示“这个实验做完了以后,这个机器不能再做下去了,要造更大的对撞机,需要花更多的钱,至少要200亿美元。别的国家没钱,大家说中国有钱,我没办法能够接受这个事情。”阮曼奇研究员中国科学院高能物理研究所的研究员阮曼奇等科学家则强烈主张建造新一代大型对撞机。对此阮曼奇给出了自己的理由,他说:“回顾这几十年的发展,高能物理并不像杨先生预言的那样“盛宴已过”。高能物理孕育着更大的突破,而大型对撞机项目有可能带来这一盛宴的真正高潮。”他进一步表示“半个世纪以来,高能物理的发展围绕粒子物理标准模型展开,其发现和成果占据了约三分之一的诺贝尔物理学奖。”“粒子物理标准模型极为成功地描述了对撞机实验上几乎所有的物理现象,随着希格斯粒子的发现,标准模型的粒子谱已然完备。”“但同时,标准模型也远不是终极理论,标准模型本身存在着诸多理论疑难,也存在大量无法解释的实验现象。”“对标准模型的进一步认识乃至突破,将会极大加深人类对物质世界的理解,而大型对撞机项目将在这一突破当中起到不可替代的作用。今年年初,欧洲核子研究中心(CERN)发布了未来环形对撞机(FCC)的概念设计报告,其技术路线和科学目标和CEPC一致。这说明了整个高能物理学界对于大型对撞机项目的科学意义及技术手段的认识是高度一致的。”至于钱的事情,阮曼奇表示用不了那么多钱,他说:“即使欧洲的FCC也用不了200亿美元,更何况作为基建大国的中国?”2012年7月4日,CERN宣布发现希格斯粒子。就在两个月多月之后的9月13日,中国高能物理学会在北京召开战略研讨会。在那次战略研讨会的茶歇期间,中国科学院院士、中科院高能所所长王贻芳表达了“先建成50公里周长环形加速器,之后再从电子-电子对撞机升级成质子-质子对撞机”的愿望。王贻芳院士“在会上,我们提出了这个设想,得到的反响很好,学会马上成立了研究小组。”并于2012年9月13日,正式提出了“环形正负电子对撞机和质子-质子对撞机(CEPC-SPPC)”的概念。我国的科学家走在世界同行的前面。中华民族的伟大复兴当然也包括中国科学技术的复兴,新一代大型对撞机是否有助于实现这一目标?国家是否会批准这一需拨款千亿的大项目?我们拭目以待吧!版权声明

为了谁

石景山消防对辖区高能物理研究所开展熟悉调研

原标题:石景山消防对辖区高能物理研究所开展熟悉调研为保证辖区火灾形势稳定,防止辖区内发生各项灾害事故,确保全面掌握辖区内重点单位消防设施,提高单位人员消防安全意识。12月15日,石景山消防救援支队高能所消防救援站对辖区高能物理研究所开展调研熟悉工作。此次调研工作首先对高能所内的消防通道、消火栓、消防水泵、防火设施、水源信息以及微型消防站人员消防器材等方面进行全面查看,同时,就对照检查出来的问题,指战员及时反馈单位管理人员并督促要经常性的开展维护保养工作,务必确保消防设施设备处于随时可用状态。随后,在单位醒目位置张贴消防海报,增强消防安全意识,确保消防知识入脑入心。此次对重点单位的调研工作,既提高了单位内部人员消防安全意识,同时又促进了指战员的辖区“六熟悉”工作,下一步,石景山消防救援支队将不间断的开展调研工作,精准防控火灾高危单位和薄弱区域,及时发现隐患,解决隐患。来源:石景山消防救援支队高能所消防救援站

鲁褒

湖南神童13岁读大学,17岁被中科院劝退,母亲:恨不得他早点死

从古至今的神童数不胜数,但是能够一直维持神童这个人设的话,不仅需要父母的良好教育,同时也要有着自己的不懈努力。可作为神童,也有着很大的局限性,如果不能够悉心教育的话,最后也会成为一个悲剧。十几年前,在湖南的华容县,有一个人的名字可以说是家喻户晓,他不是什么大官,也不是什么大老板,而是一个神童,他就是13岁考上湘潭大学,17岁考入中科院高能物理研究所的魏永康。接下来本文带领大家一起来了解一下。不到一岁就能识字,4岁完成初中课程魏永康出生于1983年,父亲曾是抗美援朝的战士,并在那次战争中英勇负伤,从此瘫痪在床。这给魏永康的家庭带来了不小的打击,全家的担子也都落在了妈妈曾学梅的肩上。眼见丈夫丧失了劳动能力,曾学梅唯一的希望,就是儿子快快长大,找一份好工作挣钱养家,所以在儿子的教育上,曾学梅投入了巨大的精力,甚至在儿子两三个月的时候就让他尝试识字。正是这个举动,让她发现了儿子的超高智商,也为后来的神童埋下了伏笔。据曾学梅回忆,儿子不到一岁就能认识很多字,两岁时识字量达到1000,并因此获得了神童的称号,名气也逐渐增大。等到4岁时,还不满上学年龄的魏永康就已经学完了初中课程,这也导致他升入小学后连续跳级,仅仅过了两年就以8岁“低龄”考入了华容县的一所重点中学,后来更是以13岁的破记录年龄考入了湘潭大学物理系,而且是以高分录取,17岁大学毕业后,他成功考入中科院高能物理所。高分却“低能”,读研三年终被劝退回家如果时间仅仅停留在17岁,那毫无疑问,魏永康的人生就仿佛开了挂一般,而以他的履历,也确实当得起“神童”这个称号。然而任谁也想不到的是,仅仅过了三年,魏永康就从神童的宝座上跌落下来,并一下子跌入人生最低谷。为了让儿子专心学习,母亲曾学梅从来不让魏永康做任何家务,更夸张的是,连吃饭都要经常由她来喂。这导致魏永康几乎没有生活自理能力,更不懂得跟别人交流,社交圈子也几乎为零。但曾学梅却不在意,她觉得只要儿子成绩好,等研究生毕业了,自然能找一份好工作,到那时候,贫困的家庭也会立刻翻身。然而事实却并未如曾学梅所愿,年纪渐长的魏永康开始排斥母亲对他生活的干涉,去北京读研后,他坚持认为自己可以照顾自己,断然拒绝了母亲的陪读请求。结果去了北京后,生活中遇到的问题远远超出他的想象,他连最基本的生活常识都不懂,有一次居然还在大冬天穿着单衣,踏着凉拖鞋去天安门散步,惹得路人注目,都以为他是个疯子。生活上的困扰也严重影响了魏永康的学习,三年读研期间,他几乎一无长进,最终不得不被中科院高能物理研究所以知识结构不适应本院研究模式为由劝退。就这样,曾经响遍华容县,甚至在整个湖南省都大有名气的神童魏永康,以20岁的年龄回到了老家,母亲曾学梅对他的所有期望,也全部成为泡影。13岁考上重本,17岁读研,母亲却恨不得他早点死看到儿子以这种状态回来,曾学梅非常失望,甚至一度绝望。而彼时魏永康的精神状态则更差,中科院的劝退给了他致命的打击,导致他自暴自弃,既没了以往追求知识的热情,甚至连基本的生存欲望都没了。魏永康的堕落也让母亲曾学梅更加绝望,有时候跟别人聊到儿子,她不再像以前那样满脸自豪,反会大诉苦水,甚至出言称“恨不得他早点死”。但这种话毕竟是气头上说的,冷静下来的曾学梅还是会关心儿子的生活起居,而且也开始反思起自己的教育模式,并开始引导儿子学习做家务、引导他参与社交。在母亲以及亲人、朋友们的帮助下,魏永康终于重新找回了自信,华容县的许多政府部门也主动为他提供了便利,助他融入社会,让他过上了正常的生活。走上正轨的魏永康找了一份工作,还谈起了女朋友并最终牵手成功,2008年,25岁的他当上了爸爸,从此过上了平凡人的生活。结婚后,在家人的支持下,他又成功考取了北京工业大学的研究生,再一次踏上追求知识的梦想之路。研究生毕业后,魏永康如愿找到了一份满意的工作,薪水足够养活家庭,也足够孝敬他的父母。结语:时代在变,人自然也会不断地发生着改变。这样的结局,虽然比不上曾学梅曾经的期待,但比起当初儿子被中科院劝退的景况却是好太多了。从神童到人生最低谷,再到回归平凡,可能这才是天才魏永康最好的归宿吧。或许一些人的命运来说的话,不管是巅峰还是尘埃,都需要有着一个良好面对的心态,这样 才算是拥有一个完美人生。(图片来源于网络,若有侵权,请联系作者删除!)

爱未移

中科院高能物理研究所高杰研究员赴华侨大学讲学

未来网高校频道11月22日讯(记者 耿玥 通讯员 侯斌斌)11月19日至20日,全国政协委员、中科院高能物理研究所研究员高杰做客“人文与科学精神系列讲座”,为华侨大学厦门、泉州两校区师生作题为“环形正负电子对撞机和超级质子对撞机简介:科学目标与对撞机设计现状”的科普讲座。华侨大学副校长刘塨、彭霈分别主持两校区讲座。“审美贯穿于人的一切生命活动与社会活动之中,具有实际意义。科学研究也存在着审美标准问题。”讲座伊始,高杰首先谈了他对科学、哲学、艺术和创新的思考。他认为,人文与科学应该有机结合,应该将审美作为科学家的重要素质。在讲座中,高杰从现代自然科学研究的三个最重要前沿为切入点,结合世界上对撞机的布局及发展,介绍了环形正负电子对撞机、超级质子对撞机以及Higgs粒子的相关信息;着重对我国大型环形正负电子对撞机的立项、发展和未来规划进行了详细讲解;对CEPC加速器五大系统、CEPC四种设计选项的CDR确定过程、对撞机选型与亮度对应关系等一系列问题进行了深入解析。现场互动环节,同学们就环形正负电子对撞机和超级质子对撞机以及如何把握哲学、审美、科学相结合等问题向高杰提问。高杰指出,大科学装置的建造将促成许多重大科学成果的产出,超级对撞机将使中国成为世界物理学研究中心,并促进推动多个相关行业技术的进步。他希望同学们要有哲学的思维、艺术的生活和科学的工作,对国家要有所承担,有所作为,有所贡献。在校期间,高杰还走访了工学院和信息科学与工程学院,就学科建设、人才培养等问题与学院负责人和师生座谈交流。他建议,学院应该将自己的专业特色发挥出来;要与国内外高校、科研院所加强交流,推动学院发展;要扎实学科建设,做好学科研究的积累与传承。据了解,环形正负电子对撞机,简称CEPC,是一个由中国高能物理学家们在2012年9月提出的、目前正在规划中的高能粒子加速器项目,用于替换即将到达预期寿命的北京正负电子对撞机。该加速器项目分两步,一期工程为CEPC,可以作为希格斯工厂;二期工程为SppC,是欧洲正在运行的LHC最高能量的7倍。今年9月,CEPC加速器已完成概念设计,并获国际评审认可。

电梯上

大难不死的苏联科学家:不小心被高能粒子“爆头”,至今仍然活着

自地球存在以来,辐射就与大自然相生相伴,无论是天空、大地、还是人类自身都会产生辐射,但这些都是相对安全的。而我们平时谈“辐射”色变,几乎是来源于二战日本原子弹爆炸所产生的危害,或是进行放射性辐射治疗的病人等原因。这些都属于慢性辐射,是指少剂量辐射经过时间的变迁,慢慢地对人体造成伤害,产生的结果是由量变到质变的。美日团队进行电离辐射检查与此对应的急性辐射,在较短时间内放射大剂量的辐射,会对人体造成极大的伤害。急性的辐射会使人类的在很短时间内死亡,或者将辐射能量存留在人类身体的组织细胞内,造成一定程度的损伤,通常这些受到辐射影响的细胞会发生异变,发展成恶性肿瘤细胞。但是,凡事都有例外。有一个人在遭受到急性的高剂量辐射后,竟然奇迹般地生还,并且长寿地活到了八十多岁。普戈斯基Tips:阿纳托利·普戈斯基(俄语:Анатолий Петрович Бугорский,1942年6月25日-),是苏联物理学家,毕业于莫斯科工程物理学院,在位于普罗特维诺的苏联国家高能物理研究所工作。1978年,他在研究所工作中被粒子加速器射出的质子束击中了头部。很难想象,正常的人类在遭受到致命的辐射后还能够安然无恙地活下来,不得不说他就是一个科学界的奇迹。这个人就是前苏联物理学家阿纳托利·普戈斯基。01离子辐射的危害当粒子高速运转的时候,它们本身就会带有辐射,通常被称为电离辐射。就我们所熟知的伽马射线、X射线都属于电离辐射。它们的危害性极大,像四亿年前地球曾经遭受过伽马射线的暴击,就给当时的地球生物带来了灭顶之灾,造成了生物大灭绝。漫威也曾塑造了一个以伽马射线做武器的核心人物绿巨人,堪称宇宙头号杀手。无论是现实还是影视作品中,伽马射线都被描述成致命的能量,可想而知这种辐射的威力绝不是人类所能抵挡的。X射线虽然不比伽马射线的危害力强,但如果长期暴露在这种辐射下,人的基因有可能会发生异变,从而导致疾病的产生、也会对新出生的婴儿造成先天性的伤害。不过X射线相对较弱,铅就能够隔绝这种辐射,所以在医院中做检查的时候,我们就会发现照X光片的时候,医生会让受检查的人带一个用铅做的围裙。Tips:由于物质对X线放射性辐射的吸收能力随其含有的金属元素的原子序数的增大而提高,所以防护材料都含有较多量的重金属物质。例如铅、铜等。科学家们早就将人们所能承受各种辐射剂量列出了清单,明确表示一旦超过数值,人类就会受到极大的伤害甚至是死亡。但总有例外让我们产生对科学数据的质疑。02什么是粒子加速器?我们的世界是由一些基本粒子组成的,目前人们能够直接观察到的最小的粒子就是基本粒子。为了捕捉到基本粒子人们在科技上做出了不少突破,其中粒子加速器就是人们“捕捉”基本粒子的工具之一。物理中质子常被用来在加速器中加速到近光速后用来与其它粒子碰撞。这样的试验为研究原子核结构提供了极其重要的数据。慢速的质子也可能被原子核吸收用来制造人造同位素或人造元素。核磁共振技术使用质子的自旋来测试分子的结构。我们所说的加速器实际上叫做“带电粒子加速器”。它是一个靠加速电压将带电粒子从低能量加速到高能量的装置。在我们日常生活中有很多加速器的运用,就像临床医学上治疗癌症;在工业上也有无损检测加速器,广泛用于大型工件和设备的无损检测等等。就连我们以前的老式电视也是一种简单的加速器。Tips:粒子加速器(particle accelerator)是利用电场来推动带电粒子使之获得高能量。只有当被加速的粒子置于抽真空的管中时,才不会被空气中的分子所撞击而溃散。在高能加速器里的粒子由四极磁铁(quadrupole magnet)聚焦成束,使粒子不会因为彼此间产生的排斥力而散开。粒子加速器有两种基本型式,环形加速器和直线加速器。但今天我们所说的U70同步加速器,绝对比这些复杂得多。U70同步加速器是上个世纪60年代苏联为了探索世界物质的本质,建造了当时世界上最顶尖的加速粒子设备。这台设备的建造是一项相当巨大的工程,它的直径长达1500米,覆盖面积相当于十几个国际标准足球场那么大。Tips:U-70(俄语:У-70)是一台最终能量为70GeV的粒子同步加速器,建于1967年,位于普罗特维诺(俄罗斯谢尔普霍夫附近)的高能物理研究所。该加速器在建造时保持着束能量的世界纪录,至今仍是俄罗斯能量最高的加速器。这台机器的主要工作是为了粒子运动,通过电磁场将粒子加速,使粒子之间产生碰撞,从而进行研究。当这台U70同步加速器运行起来,粒子的速度能够接近光速。这台巨大的粒子加速器想要启动并非易事,需要前期充足的准备以及巨大的能量,耗时半年才能达到全功率运行。U-70加速器的研究人员一开一关中间会耽搁很长时间,所以一旦运行中间出现故障,基地人员是不会轻易将其关闭。当然U70加速器也不会轻易罢工,自建成以后工作状态一直在线,所以在场研究的工作人员都很放心。03倒霉的科学家——普戈斯基什么事情都不会一帆风顺,在1978年7月13日这天,U70同步加速器出了一些故障。问题出现在环形管道上,这不过是一个很普通的小问题,只需要工作人员在控制台将环形管道内的高能质子束改变环流方向,将高能质子束导向一旁,再有维修人员再进入管道查找故障就可以了。但就在这个过程中出现了问题,负责前去查看的苏联物理学家普戈斯基被高能质子束直接爆头。原因是当时控制台的工作人员还未来得及完全转移管道内中运行的高能质子束,负责查看的苏联物理学家普戈斯基却提前到了管道边。安全门并没有发挥它应有的职责,普戈斯基在高能质子束还未散尽时就进入了管道。接下来会发生怎样可怕的事情我们可想而知,但如果大家认为被暴头的普戈斯基会面目全非那可就大错特错。事情的发生不过在一瞬间,当普戈斯基打开安全门,还在管道内运行的高能质子束直接从他的左后脑穿到了左脸。据他回忆,当时他好像看到了比太阳也要亮千百倍的光线朝他而来,并未感到任何疼痛,他甚至还好奇地研究那束光是否穿过了自己。光束从他的颅骨后部进入,从鼻子射出Tips:质子的体积相对较大,比电子重2000倍,当质子撞击人体时,它们不会消散太多,至于普戈斯基看到比一千个太阳还亮的闪光,可能是因为辐射刺激了视网膜。发现问题的是其他工作人员,大家迅速将他送往医院。看似没有任何异常的他在到达医院后情况频发。先是用左脸开始肿胀直到失去知觉无法控制,头发也逐渐脱落,左耳听力受损。这些被爆头后的后遗症使他伤痕累累大家都认为他不久后将撒手人寰。要知道,那束高能质子束包含大约10的12次方数量级的高能质子脉冲,携带的辐射量高达20万拉德。而普通人在接受500拉德的辐射量就可能死亡,更不要说这超出普通人承受范围数值400倍的剂量了。震惊医学界的是,普戈斯基并不像大家所认为的那样命不久矣,他的生命力相当顽强。在住院几周后,普戈斯基的身体状态逐渐稳定,头发不再脱落、丧失的听力也慢慢回来了……除了左边半张脸不能控制自如外,其他的后遗症几乎消失不见。所谓大难不死必有后福,普戈斯基在这次意外后不仅没有留下什么太大的后遗症,还在日后取得了博士学位。04为什么普戈斯基能活下来?此事让人们不禁好奇,普戈斯基为什么能在这场事故中捡回一条命来,这种颠覆医学界、科学界认知的事情引起了苏联很多研究人员的好奇,对此展开了一些列研究,最终得出以下三种原因:第一,穿过普戈斯基头部的那束高速运动的质子束直径只有10的负15次方米,且速度接近光速。即使这束质子束携带着巨大的辐射量,但由于它的快准狠以及直径过小,瞬间发生的事儿让辐射来不及反应,质子束就已经打穿过去了。绝大部分质子都被高速瞬间打出体外,辐射也来不及在普戈斯基的体内释放,因此停留在身体内的辐射剂量远远没有20万拉德。少有停留在身体里的。这种穿透性的辐射,并没有对普戈斯基造成更多的辐射伤害。第二,环形管道内的封闭环境被打破,有效地削弱了质子在撞击过程中产生的能量。为了确保质子在高速运转中的效果,正常情况下环形管道内一直处于真空状态,这样能够避免粒子们在撞击中受到其它物质的影响。当普戈斯基打开管道的安全阀门时,环形管道内失去了真空环境,空气的涌入影响了高能质子束的能量,这也间接地救了普戈斯基一命。第三,要归结于普戈斯基自身的幸运程度,他简直就是幸运之神的宠儿。质子束在穿过他的大脑时,并没有击中要害,完美地避开了所有的致命部位,再加上有前两点的加持,这些辐射并没有能带走他的生命,只是让他丧失了对左脸的控制权力。05结语由于科研性质的保密需要,这件事一直到后来才被人们得知。辐射并没有给普戈斯基带来生命的威胁,却让他的面庞失去了美感。由于左半边脸的面瘫,在年老的普戈斯基脸上,我们可以清晰地看到他的脸一半爬满了皱纹,另半边脸“青春永驻”,这也是他科研事业带给他的印记。Tips:普戈斯基在事后继续从事科学工作,任物理实验的协调员。他一年得去两次位于莫斯科的放射事故诊疗所接受体检,也会和其他放射事故的患者会面,后来几乎成了苏联和俄罗斯放射事故治疗的代言人。1996年,他申请癫痫的免费医保未果,便接洽西方的相关研究人员寻求帮助,最终却碍于囊中羞涩不能成行。我们在感叹普戈斯基运气的同时,也能感受到科研工作所伴随的危险性。但这些危险性所带来的远远不足于科研人员心中的热忱。就像当初我国研究核武器的那段艰苦岁月,科研人员仿佛是绝地逢,制造出了我国第一颗原子弹,在那样缺衣少食的艰苦环境下,这难道不也是一种奇迹吗?原子弹爆炸后,我们肉眼会看到一片极强的亮光,这种放射出来的能量科学家将它称之为光辐射,但这种能量怎么能比得上我国研究原子弹事业的科技人员们心中的精神之光呢?无论国内外,只要是奋斗在为人民造福的科研一线工作人员都值得我们敬佩。

磁石男

人类首次证实银河系中存在超高能宇宙线源 中科院详解:揭开宇宙线起源之谜对人……

央广网北京4月2日消息(记者朱敏)据中央广播电视总台中国之声《新闻纵横》报道,宇宙中各种各样的射线给我们带来了探索宇宙奥秘的钥匙。100多年前,科学家发现了宇宙射线,但它的起源问题一直没有确切的答案。近日,西藏羊八井中日合作ASγ实验观测到迄今为止最高能量的伽马射线辐射,最高能量接近1PeV(1000万亿电子伏特)。这是人类首次发现超高能宇宙线源存在于银河系的证据。这一成果被美国物理学会评论为研究高能宇宙线起源“世纪之谜”的里程碑。为什么说这一发现具有里程碑的意义呢?西藏ASγ实验团队观测到的超高能弥散伽马射线事例在银道坐标系下的分布。这些超高能弥散伽马射线的能量在400TeV到1PeV之间,表现出向银盘(图中水平中线)集中分布的特点。灰色阴影区域是ASγ实验无法观测的区域。背景色轮廓显示了银河系坐标中氢原子的分布(央广网发 图片来源:中科院高能物理研究所)高能宇宙线起源是一个世纪未解之谜。宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流,主要由质子和其他原子核组成。通常低于几个PeV能量的宇宙线被认为主要产生于银河系内,而能将宇宙线加速到PeV能量的天体也被称为是“拍电子伏特宇宙线加速器”。到底什么是“拍电子伏特宇宙线加速器”呢?中国科学院高能物理研究所研究员黄晶解释:“宇宙射线指的是带电粒子。它是粒子,但宇宙线加速器指的是剧烈爆发天体的现象。电子伏特(eV)是能量的单位,代表一个电子经过1伏特的电位差加速后所获得的动能。比如1PeV相当于医学诊断用的X射线能量的1000亿倍。太阳也是宇宙线源,只不过它是低能的宇宙线源,只能加速宇宙线达到10的9次方电子伏特,而‘拍电子伏特宇宙线加速器’是10的15次方电子伏特。”根据理论模型,“拍电子伏特宇宙线加速器”的候选体可能是超新星遗迹、恒星形成区和银河系中心的超大质量黑洞等。宇宙线被发现一百多年,但并没有任何一个“拍电子伏特宇宙线加速器”得到观测证实。其主要困难在于,带电的高能宇宙线粒子在银河系传播的过程中其运动方向会被磁场偏转,无法通过直接探测搜寻其源头方向。黄晶说:“我们只知道银河系内确切存在着这个‘拍电子伏特宇宙线加速器’,但在这之前没有人发现,没有确切证据,都是理论家们推测有可能是在银河系内。”我国西藏羊八井ASγ实验(左图:ASγ表面阵列;右图:地下水切伦科夫探测器)(央广网发 图片来源:中科院高能物理研究所)这次,科研团队在西藏羊八井高海拔地区基于创新型开发的观测技术,在银盘,相当于银河系的银道面上,发现超高能弥散伽马射线,证实了是“拍电子伏特宇宙线加速器”存在于银河系的重要证据。黄晶介绍:“这些超高能伽马射线的方向并没有指向已知的伽马射线源,而是弥漫分布在银盘上。这些超高能弥散伽马线就像是‘拍电子伏特宇宙线加速器’在银河系内留下的一串串‘足迹’。”黄晶告诉记者,这一发现也是一个“意外的惊喜”。她说:“我原来的目的是要利用这些弥散伽马射线到来的方向去反推已知的源,结果我们发现一个也对应不上。这时候我们就会去想:它到底是什么?经过长达两年多的理论推理和计算,我们发现这些都是‘拍电子伏特宇宙线加速器’留给我们的证据。”这一发现是朝着解开高能宇宙线起源“世纪之谜”迈出的重要一步,被美国物理学会评论为研究高能宇宙线起源“世纪之谜”的里程碑。人类对宇宙的认识几乎都是理论超过实验观测,而本次实验观测为宇宙线加速、传播理论提供了确切可信的实验证据。黄晶进一步表示,揭开这个世纪之谜,掌握其中的原理,将为人类带来更多实际作用。她说:“宇宙线的发现促进了粒子物理的大大进步。我们的原子弹、热核反应这些都是来自粒子物理。所以宇宙线的发现以及研究宇宙线就能了解自然界里面如何能够将粒子加速到这么高的能量,它会发生什么一系列的反应,这些都是我们人类需要去了解的自然界的规律。”本文来源:央广网

大椰子

人类首次证实银河系中存在超高能宇宙线源 中科院详解:揭开宇宙线起源之谜对人类有何意义?

央广网北京4月2日消息(记者朱敏)据中央广播电视总台中国之声《新闻纵横》报道,宇宙中各种各样的射线给我们带来了探索宇宙奥秘的钥匙。100多年前,科学家发现了宇宙射线,但它的起源问题一直没有确切的答案。近日,西藏羊八井中日合作ASγ实验观测到迄今为止最高能量的伽马射线辐射,最高能量接近1PeV(1000万亿电子伏特)。这是人类首次发现超高能宇宙线源存在于银河系的证据。这一成果被美国物理学会评论为研究高能宇宙线起源“世纪之谜”的里程碑。为什么说这一发现具有里程碑的意义呢?西藏ASγ实验团队观测到的超高能弥散伽马射线事例在银道坐标系下的分布。这些超高能弥散伽马射线的能量在400TeV到1PeV之间,表现出向银盘(图中水平中线)集中分布的特点。灰色阴影区域是ASγ实验无法观测的区域。背景色轮廓显示了银河系坐标中氢原子的分布(央广网发 图片来源:中科院高能物理研究所)高能宇宙线起源是一个世纪未解之谜。宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流,主要由质子和其他原子核组成。通常低于几个PeV能量的宇宙线被认为主要产生于银河系内,而能将宇宙线加速到PeV能量的天体也被称为是“拍电子伏特宇宙线加速器”。到底什么是“拍电子伏特宇宙线加速器”呢?中国科学院高能物理研究所研究员黄晶解释:“宇宙射线指的是带电粒子。它是粒子,但宇宙线加速器指的是剧烈爆发天体的现象。电子伏特(eV)是能量的单位,代表一个电子经过1伏特的电位差加速后所获得的动能。比如1PeV相当于医学诊断用的X射线能量的1000亿倍。太阳也是宇宙线源,只不过它是低能的宇宙线源,只能加速宇宙线达到10的9次方电子伏特,而‘拍电子伏特宇宙线加速器’是10的15次方电子伏特。”根据理论模型,“拍电子伏特宇宙线加速器”的候选体可能是超新星遗迹、恒星形成区和银河系中心的超大质量黑洞等。宇宙线被发现一百多年,但并没有任何一个“拍电子伏特宇宙线加速器”得到观测证实。其主要困难在于,带电的高能宇宙线粒子在银河系传播的过程中其运动方向会被磁场偏转,无法通过直接探测搜寻其源头方向。黄晶说:“我们只知道银河系内确切存在着这个‘拍电子伏特宇宙线加速器’,但在这之前没有人发现,没有确切证据,都是理论家们推测有可能是在银河系内。”我国西藏羊八井ASγ实验(左图:ASγ表面阵列;右图:地下水切伦科夫探测器)(央广网发 图片来源:中科院高能物理研究所)这次,科研团队在西藏羊八井高海拔地区基于创新型开发的观测技术,在银盘,相当于银河系的银道面上,发现超高能弥散伽马射线,证实了是“拍电子伏特宇宙线加速器”存在于银河系的重要证据。黄晶介绍:“这些超高能伽马射线的方向并没有指向已知的伽马射线源,而是弥漫分布在银盘上。这些超高能弥散伽马线就像是‘拍电子伏特宇宙线加速器’在银河系内留下的一串串‘足迹’。”黄晶告诉记者,这一发现也是一个“意外的惊喜”。她说:“我原来的目的是要利用这些弥散伽马射线到来的方向去反推已知的源,结果我们发现一个也对应不上。这时候我们就会去想:它到底是什么?经过长达两年多的理论推理和计算,我们发现这些都是‘拍电子伏特宇宙线加速器’留给我们的证据。”这一发现是朝着解开高能宇宙线起源“世纪之谜”迈出的重要一步,被美国物理学会评论为研究高能宇宙线起源“世纪之谜”的里程碑。人类对宇宙的认识几乎都是理论超过实验观测,而本次实验观测为宇宙线加速、传播理论提供了确切可信的实验证据。黄晶进一步表示,揭开这个世纪之谜,掌握其中的原理,将为人类带来更多实际作用。她说:“宇宙线的发现促进了粒子物理的大大进步。我们的原子弹、热核反应这些都是来自粒子物理。所以宇宙线的发现以及研究宇宙线就能了解自然界里面如何能够将粒子加速到这么高的能量,它会发生什么一系列的反应,这些都是我们人类需要去了解的自然界的规律。”

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科学家首次发现PeV能量宇宙线源存在于银河系的证据(1)

新华社照片,北京,2021年4月2日科学家首次发现PeV能量宇宙线源存在于银河系的证据4月2日,在中国科学院高能物理研究所举行的发布会上,黄晶研究员在介绍成果。当日,中科院高能物理所举行新闻发布会,宣布中日合作西藏ASγ实验观测到迄今为止最高能量的弥散伽马射线辐射,最高能量达957TeV,接近1PeV (1000万亿电子伏特);这些超高能伽马射线的方向并没有指向已知的低能段伽马射线源,而是弥漫分布在银盘(银河系在天空的投影)上。这是国际上首次发现“拍电子伏特宇宙线加速器”(PeVatron)在银河系中存在的证据。新华社记者 金立旺 摄

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又一里程碑成果!人类首次发现银河系超高能宇宙线源存在证据

中国青年报客户端北京4月2日电(中青报·中青网记者 邱晨辉)今天,中国科学院高能物理研究所在北京举行新闻发布会宣布:中日合作西藏 ASγ实验近日观测到迄今为止最高能量的弥散伽马射线辐射,最高能量达 957 TeV(10的12次方电子伏特), 接近1PeV(1000万亿电子伏特)。这是国际上首次发现拍电子伏特宇宙线加速器在银河系中存在的证据,该结果被美国物理学会评论为研究高能宇宙线起源“世纪之迷”的里程碑。西藏ASγ实验团队观测到的超高能弥散伽马射线事例在银道坐标系下的分布。中国科学院高能物理研究所供图高能宇宙线起源是一个世纪未解之谜,被美国国家研究委员会列为21世纪11个最前沿的科学问题之一。宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流,主要由质子和其他原子核组成。通常低于几个 PeV能量的宇宙线被认为主要产生于银河系内,而能将宇宙线加速到 PeV 能量的天体也被称为是“拍电子伏特宇宙线加速器”。据西藏 ASγ实验负责人、中科院高能物理研究所粒子天体中心研究员黄晶介绍,根据理论模型,超新星遗迹、恒星形成区和银河系中心的超大质量黑洞等是候选的“拍电子伏特宇宙线加速器”,但迄今为止并没有任何一个候选体得到观测证实,其主要困难在于,带电的高能宇宙线粒子在银河系传播的过程中其运动方向会被磁场偏转,无法通过直接探测搜寻其源头方向。黄晶说,高能宇宙线在传播过程中与星际介质碰撞可以产生能量约为宇宙线母粒子能量十分之一的高能伽马射线;高能伽马射线不带电,沿直线传播。这次ASγ实验在银盘上发现超高能弥散伽马射线,其能谱特征与PeV能量宇宙线和银河系分子云碰撞产生伽马射线的模型预言相符,就像是“拍电子伏特宇宙线加速器”在银河系内留下的一串串“足迹”,是“拍电子伏特宇宙线加速器”存在于银河系的重要证据。2021年3月2日,西藏 ASγ实验发布了另一个相关的重要研究成果,首次发现超新星遗迹 SNR G106.3+2.7 方向存在超过100TeV(100万亿电子伏特)的伽马射线。这些伽马射线的能量及空间分布特征表明 SNR G106.3+2.7是目前为止在银河系中发现的最可能的“拍电子伏特宇宙线加速器”候选天体。相关观测结果在《自然天文》正式发表。黄晶说,综合起来,ASγ实验的这两项重要结果,分别从“拍电子伏特宇宙线加速器”的候选天体和超高能弥散伽马射线在银河系内的空间分布结果表明PeV宇宙线加速器在银河系内存在,是朝着解开高能宇宙线起源的“世纪之谜”迈出的重要一步。图为西藏羊八井ASγ实验,左图为ASγ表面阵列,右图为地下水切伦科夫探测器。中国科学院高能物理研究所供图据介绍,西藏 ASγ实验位于海拔4300米的西藏羊八井镇,始建于1989年,1995年被《科学》杂志列为中国的25个科研基地之一。ASγ实验组由中科院高能物理研究所、中科院国家天文台等国内12个合作单位以及日本东京大学宇宙线研究所等16个日方合作单位组成。“此次重要发现是中日合作双方 30 年持之以恒、不断创新、不断努力的结果。”中科院高能所天体中心主任张双南说。据他介绍,2014年,ASγ实验团队在现有65000平方米宇宙线表面阵列下面,增设了有效面积3400平方米的创新型的地下缪子水切伦科夫探测阵列,此次工作中,ASγ实验组综合利用地面和地下探测器阵列的数据,将100TeV以上的宇宙线背景噪声压低到百万分之一,从而极大地提高了伽马射线探测的灵敏度。这是ASγ实验近年来取得系列重大发现的关键技术基础。(来源:中国青年报客户端)

里程碑!人类首次发现银河系超高能宇宙线源存在证据

记者4月2日从中国科学院高能物理研究所获悉,近日,中日合作西藏 ASγ实验观测到迄今为止最高能量的弥散伽马射线辐射,最高能量接近1PeV(1000万亿电子伏特);这些超高能伽马射线的方向并没有指向已知的低能段伽马射线源,而是弥漫分布在银盘(银河系在天空的投影)上。这是国际上首次发现“拍电子伏特宇宙线加速器”在银河系中存在的证据。该结果被美国物理学会评论为研究高能宇宙线起源“世纪之迷”的里程碑。我国西藏羊八井ASγ实验(左图:ASγ表面阵列;右图:地下水切伦科夫探测器)高能宇宙线起源是一个世纪未解之谜,被美国国家研究委员会列为21世纪11个最前沿的科学问题之一。宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流,主要由质子和其他原子核组成。通常低于几个 PeV能量的宇宙线被认为主要产生于银河系内,而能将宇宙线加速到 PeV 能量的天体也被称为是“拍电子伏特宇宙线加速器”。根据理论模型,超新星遗迹、恒星形成区和银河系中心的超大质量黑洞等是候选的“拍电子伏特宇宙线加速器”。但迄今为止,并没有任何一个“拍电子伏特宇宙线加速器”得到观测证实,其主要困难在于,带电的高能宇宙线粒子在银河系传播的过程中其运动方向会被磁场偏转,无法通过直接探测搜寻其源头方向。高能宇宙线在传播过程中与星际介质碰撞可以产生能量约为宇宙线母粒子能量十分之一的高能伽马射线;高能伽马射线不带电,沿直线传播。这次ASγ实验在银盘上发现超高能弥散伽马射线,其能谱特征与PeV能量宇宙线和银河系分子云碰撞产生伽马射线的模型预言相符,就像是 “拍电子伏特宇宙线加速器” 在银河系内留下的一串串“足迹”,因而成为“拍电子伏特宇宙线加速器”存在于银河系的重要证据。ASγ实验组由中科院高能物理研究所、中科院国家天文台等国内12个合作单位以及日本东京大学宇宙线研究所等16个日方合作单位组成。 西藏 ASγ实验位于海拔4300米的西藏羊八井镇。2014年,ASγ实验团队在现有65000平方米宇宙线表面阵列下面,增设了有效面积3400平方米的创新型的地下缪子水切伦科夫探测阵列,用于探测宇宙线质子与地球大气作用产生的缪子。来源 北京日报客户端|记者 张航编辑:王琼流程编辑 邰绍峰