高能物理范文10篇

高能物理范文篇1

鉴于引力能技术和发明产品原本就无现有理论支持，可目前网上搜索到的引力能发明产品有多种多样，所以质疑声也多样化，显然什么是真正的引力能发明？引力能的本质和物理定位是什么？它必要有自己的基础科学理论的支撑，才可区别象水位差、重力差之类的自然已存在能量直接转换能源也称为引力能的混淆一体，澄清事实，并建立一种无现有理论支持的全新学科，才是当务之急。

所以据本人对引力能基础理论的研究成果总结与提升为本文集，并确认为宏观高能物理学科，暂以章节题目注解形式公开供探讨后，再择机完善章节内容后作为本学科的基础理论文集刊出。因此文中错误与不足望批评指正。

第一章、宏观高能物理

1.1、宏观高能物理的提出

公知核物理是研究原子核的聚合与分裂变化为主体的学科，学科内高能量产生的规律是绝对不属能量守恒定律范围，特别是原子核的分裂反应中发射中子击发铀原子后，则全部是自行链式裂变释放能量，这也正是低能效物理与高能物理的本质区别，宏观高能则是相对微观高能而言。

1.2、现实中的宏观高能物理

公知现实中台风、龙卷风、雷电、地震它们释放能量的级别决不亚于原子弹爆炸的威力，只可惜人类无能力控制利用其能量！这只是人类科技有限但并不可怕，可怕的是受制或限定在已有的某一点科学认识之内，例如能量守恒定律只用于低能效物理，但套用于高能效物理的探索，则是人类科技的悲哀。

1.3、宏观高能物理的范围

公知现高能物理只有核物理，而宏观高能物理是建立在用能量守恒定律限定范围之外的基础上，即机械能效小于100%类型为低能物理，那么宏观高能物理则必定首先要突破此低能范围，凡超出低能效物理范围的宏观高能效物理则都属宏观高能物理范围。

第二章、球体位能效应原理

2.1、球体位能效应原理基础

公知球体易自位移，但其中本质原因是什么？经研究其本质原因为：“凡球体都因体形原因已将自身总重量悬空形成位能特征，又因球体重心线（即支点）两侧重力对称平衡稳度极小，可有一半的重力位能形成自位移能量。”其自位移能量大小E=mgsina，即球体总质量m与重力加速度g和球体与地平面斜度正弦夹角a的大小正比关系。重要的是此重力位能在位移滚动时，无论那一半下降和另一半上升，它们的动能都与外作用力或外能量无关，这就是悬空位能和平衡稳度极小两个物理量在球体上的效应，而当第三个与外能量无关的物理量a角大小参与悬空位能互动，其球体自位移的动能效应则更大，这是任何几何形状物体都不具有的效应原理。

2.2、球体位能效应的基本规律

从其效应原理可知，它效应产生的条件是球体的几何形状，也就是说本基础研究对象的重点是物体运动与物体几何形状的关系，这就从起点跳出了牛顿力学研究对象重点是物体运动与外作用力关系的范围，其研究的突破点即为将物体运动与它本身的几何形状建立关系，从而揭示总结其相互关系的规律和特征。

所以，球体位能效应的基本规律则是证实了运动物体的主因素并不只限于与外作用力有关，而与外作用力无关的主因素还存在与物体几何形状有关的超能量守恒之运动物体规律，虽球体结构可自然形成，则更可人为制造，这也正是当今机械制造为什么广泛应用球体结构省力节能的真正原因。

2.3、球体易自位移与摩擦力

在论证球体自位移现象时，必然会涉及到球体滚动是因它摩擦力小的原因？然而在物理学中，有关滚动摩擦力为什么小则没有明确解释，反之则只是自相矛盾的结论：“摩擦力大小与正压力和摩擦材料系数正比关系，与摩擦面积大小无关。”而滚动区别于不滚动正是因摩擦面积小，显然运动物体的几何形状不同反而可决定摩擦阻力大小，反而证实球体自位移除了悬空位能外还可减少摩擦能耗，说明研究运动物体的几何形状与能效关系，将会给现能效与摩擦阻力理论带来无限生机。

第三章、引力能的基本论点

3.1、引力能的定义

公知万有引力是宇宙间物体存在状态的普遍规律，可公知核物理中的核力，即原子核内各核之间的吸引力，它并不是万有引力，暂称为核力，这就是引力内还有特殊性。而宏观引力内同样也有特殊规律性，因为现有理论中的重力位能如水位差（水电站），它的水位能类似煤二次为电能一样，属对自然能量的直接转换，不是真正意义的引力能范围，而宏观特殊规律高能物理范围内的引力能定义：“引力能中的重力位能与外作用力或外能量无关，而是由物理方法将本无能量可言的重力逆变为具有能量性质的重力位能，并与反作用力互动转换为可用能源，它属反引力性质。”因为万有引力意义下的重力本质属无能量性质。

3.2、引力能的范围

一、区别于现有能源的范围

公知现有能源分类即一次能源和二次能源两大类，一次为直接利用，二次为由一次能源或能量转换后的能源，而称为可再生的如太阳与风能也应归属二次能源，因为从自然存在性质上它们是相同，只是转换的技术原理上不同而已，所以现有能源的本质是自然存在性质。显然引力能本质不会与现有能源相同，其本质区别也就是范围区别。

二、引力能的本质

当今网上出现的多种引力能发明产品，如重力动力机、磁力发电机等等都称为引力能，其实评价标准只有一条，即是否与外作用力或外能量无关？经本人研究成果认为，为什么引力能无现有理论支持？是因为物理学中早以认定万有引力的性质是摩擦阻力和反作用力的本质，物体质量受重力加速度为重量，重量形成负载，它是消耗能量的主体，重量形成重力位能也只有用能量转换，所以万有引力下的重力本质是无引力能可言的。

显然用物理方法将本无能量性质的重力逆变具有了重力位能，引力能的本质则属反引力性质，称它为引力能是因为将无能量性质逆变为有能量性质后，其重力位能又按万有引力作功或转换为能源，它的反引力性质只限于逆变重力性质，这是本引力能技术的核心。如按一次和二次能源定义，本引力能性质则是三次能源类型，因为重力一次时它本不是能量，重在二次逆变为有能量位能，后再转换为可用能源。用本引力能技术做成的动力产品，其能源输出是由它的负载大小决定，无负载则无输出，其实就是将负载重力逆变为可用能源，所以引力能的本质为反引力性质。

3.3、引力能的基础理论和应用理论

一、引力能的基础理论，

据引力能的本质为反引力性质，本文重点旨在以理论突破点成立，例如球体位能效应原理，它就是现实中司空见惯知其然，而不知其所以然的重力位能效应，重点是它的重力位能绝不是用能量交换产生，而是物体几何形状形成，虽本球体位能效应原理内容未完善，但球体易自位移也绝不只是滚动阻力小的原因，其悬空位能和稳度极小两个物理量因素完全可仿造于现有能源产品中，同样就将本无位能的重力形成位能，则就逆变了重力的性质。

人类能源消耗的大部分是用于克服重力即引力耗能本质，同理，只有逆变其本质才是解决能源矛盾的唯一出路，而逆变重力本质的突破点正是类似球体位能法的物理方法位能，所以球体位能效应原理就是引力能应用的基础科学理论。

二、引力能的应用理论

应用理论即是发明产品的功能原理与制造方法，从对本人三种不同原理的引力能发明产品（已报专利两种）原理总结，其突破点都是建立在物理方法重力位能基础之上，因为它是逆变万有引力本质的重要技术，也就是说所有引力能应用产品都必具有的共同特征，就算水位能发电在转换时属引力性质，但全部靠自然也不行，它也要物理方法拦坝提高水位，可惜它需要水资源支撑，它又回到与外能量有关性质而不能算是引力能技术。可逆变引力本质类型的引力能产品它不依赖任何外能量的支撑，完全靠本身技术转换，如本引力能转换发动机和发电机就是物理方法位能循环作功，特别是发动机核心技术为发明杠杆原理，它将负载重力位能后还可类似核裂变将重力位能重复叠加，其叠加原理参看反重力方程。

因此凡是将物理方法位能应用于杠杆原理中的产品都将遵循本发明杠杆原理方法和方程规律，而逆变引力本质的反引力应用理论则是所有引力能产品的共性理论，凡与反引力无关的自然能量转换产品则不属引力能范围。

第四章、反重力技术

4.1、反重力的提出

据引力能定义中反引力性质，在自然界中万物都是由万有引力控制存在状态，但展示在人类可视可感觉的则是重力特征，移动它们都以重量为计量标准，所以反引力太抽象，其本质应是反重力，而且在描述和论证时，无论理论和计量物理量的变化都简单化了，它也是宏观高能物理的重要内容。

4.2、反重力技术基础

一、发现成果中的反重力存在

前章球体位能效应发现成果中因篇幅问题，暂未涉及过多内容，其实反重力因素应是主体因素，因为球体几何形状造就的悬空位能只是前提条件，在自然条件下形成的球体几何形状也属自然存在，例如地球与行星就属自然形成的自然重力位能，但人为制造的球体则是人为有意识创造，所以在球体位能效应中没有强调物理方法位能的逆反本质，只有在应用产品中的逆反本质技术才是主体因素。而球体位能效应是在中心线支点与平面夹角变化时它的效应才开始，简单说支点夹角就是球体重量的反作用力效应因数，公知反作用力本质是耗能性质，但它在球体支点条件下则可参与位能作功，也就是说反作用力也逆变了本质，并与球体位能互动产生反重力效应，可证实球体位能效应的主体因素就是反重力效应。

二、发明成果的技术定位

据引力能本质与范围定义和反重力效应因素，本发明的引力能转换发动机和发电机技术，虽从重力和反重力本质上它们都属万有引力内吸引力和斥力两个特性，但在本技术中它们本是一对矛盾的两方确实现了统一体，作用力与反作用力实现了叠加作功，所以本发明技术应属反重力能源技术。

4.3、反重力技术规律方程

参看附图（附在文章最后），从原理图上可明显看出其发明杠杆没有重力臂，只有作用力臂，这主要是将重力点G悬空在支点之上，并以作用线方式与作用力点反向连接，因此悬空重力则与作用力对力臂形成了一个平行四边形的合力作用支点，据作用与反作用定理，其支点必产生一个与合力大小相同的反作用力进入力臂的共点叠加，显然合力是基于G=F，在共点上本有一个F力，其叠加效果应是三个F力的叠加，此结果已被实验求证，即叠加值最小时G=F，最大为G=3F，用它们所有实验数据作出了附图2的线性规律图并导出了线性方程：G=2（F－Fsina）＋F，本方程就是引力能以杠杆方式应用的基础理论内容，因为杠杆方式的悬空重力点与力点之间在夹角90度之内都是它的应用范围。如本人的引力能转换发动机则是在本线性规律理论中将增力固定在G=1.5F的点上，并实现了输入与输出转速不变条件下，多级杠杆的组合应用，其增力G=（1.5×n）F，n=组合级数，即增量进入函数变量，明显进入高能效物理范围，但为宏观界定，本方程也明显为反重力方程。

第五章、力系叠加

5.1、力系叠加的基础

公知工程力学中的力系定义为作用在物体上的一群力（有限个或无限个）的集合。但绝不存在有力系叠加之说，但如果引入力系能效概念则完全不同，在现力学中单个作用力系的能效即G=F，就是牛顿的作用力和反作用力大小相等，方向相反则能效永远小于100%，类推多个力系或多个作用力的集合力系，同样遵循能效小于100%的定律即能量守恒，则无力系叠加存在。

如果称现工程力学理论为无能效或低能效力系说，那么有能效或高能效力系必从单个作用力力系开始的能效必大于100%，例如本发明杠杆单个作用力力系的能效G=1.5F，即能效为150%，显然再在同一个力系内有多个G=1.5F作用力能效，它将是多个G=1.5F的叠加能效，同理，多个发明杠杆单力系组合，它则无质疑地可形成力系叠加能效，所以低能效力系因能量守恒而无力系叠加，高能效力系因不属能量守恒范围而形成力系叠加能效。

5.2、力系叠加能效与高能物理

据高能效力系特性，它必将现工程力学中静力学和运动力学引入力系叠加理论，也就是说宏观高能物理内将有以力系叠加能效的静力学和动力学理论为支撑的重要内容，并可将其理论引入到更广泛的力学应用中去，即它不只是限于引力能产品，其应用价值潜力巨大。

第六章、引力能深层次课题

6.1、加速度问题

以上论点中都未涉及运动加速度问题，是因本人实验力量有限而无法求证，故不得不暂未涉及它的论术。公知牛顿第二定律的物体加速度a=F÷m，即a与物体质量m成反比与作用力F成正比关系，现科技无论低端产品或高端宇航产品，它们都遵循此加速度定律，也就限定了科技的范围。

然而本引力能性质形成的物体运动加速度a将不再与物体质量m成反比，而是正比关系，试想一种物体运动的加速度与它本身质量成正比形成的加速度会是怎样？当然这有待引力能产品定型后实用结果来证实，如果再将运动阻力也逆变为动力，它将是超光速物理的突破点和基础。

6.2、飞碟不再神密

从飞碟是由外行星来客假说，因其距离原因它必要具有两种基本技术才有可能，即无能量供应与消耗的能源技术和超光速技术，显然本引力能转换发动机的高端产品就具备飞碟特征的两大主体技术，所以飞碟也就无神密可言。

高能物理范文篇2

关键词:高能物理，TeV能量对撞机，标准模型精确检验，粒子探测技术，标准模型外的新物理

HighenergyphysicsintheDepartmentofModernPhysics,UniversityofScienceandTechnologyofChina

MAWen\|GanWANGXiao\|Lian

(DepartmentofModernPhysics,UniversityofScienceandTechnologyofChina,Hefei230026,China)

AbstractAnoverviewisgivenofthedevelopmentofhighenergyphysicsintheDepartmentofModernPhysics,UniversityofScienceandTechnologyofChina.Wesummarizetheprogressoverrecentyearsinbothphenomenologytheoryandexperimentalresearch.

Keywordshighenergyphysics,TeVenergycolliders,precisetestoftheStandardModel,particledetectiontechnology,newphysicsbeyondtheStandardModel

1引言

高能物理研究当前仍然是基础物理科学的最前沿，被认为是最重要的学科之一.它深刻地影响着人类对物质世界认识的基本观念.在基础理论研究方面，高能物理在不懈地探讨微观物质结构及其相互作用、质量起源、时空本性等基本理论问题，这些研究又和宏观宇宙学之间存在很强的互相推动作用.

高能粒子对撞机是研究物质最基本的结构和相互作用规律的重要、有效的工具.对高能物理的研究和其研究手段的每次重大突破都会带来物理学新领域、新方向的发展,甚至新的学科分支的产生.它对于加深人类对物质世界更深层次基本规律的认识有着重要意义.即将投入运行的TeV能量大型强子对撞机（LHC）和计划建设的国际直线对撞机（ILC）便是验证高能物理理论的极好的大型设备.

随着新一代的超高能量的对撞机实验数据的获取，高能物理的研究将面临着又一次新的重大突破.理论上预言的黑格斯粒子和可能的新物理信号将会被发现.这些将会是本世纪初物理学的重大进展.粒子物理的发展涉及了多种学科和前沿技术.粒子物理实验科学实际上与加速器技术、粒子探测技术等近代物理技术密切相关.实践证明，粒子物理实验技术的创新对国民经济领域中诸多技术问题的解决具有重大作用.

下面我们对中国科学技术大学（以下简称中国科大）近代物理系的高能物理研究发展现状进行两方面的介绍：一是高能物理唯象理论研究方面；二是高能物理实验研究方面.

2高能物理唯象理论研究

高能物理唯象理论研究始于1985年，当时中国科学技术大学参加了丁肇中先生领导的DESYMARK\|J实验和欧洲核子研究中心L3实验的国际合作研究.我们的唯象理论研究就是当时针对大型正负电子对撞机实验中的现象学进行研究而发展起来的.从那时起，其研究课题就一直与国内外的大型高能物理实验现象学紧密结合.其研究工作的特点是：注重研发粒子物理理论研究所需的计算物理新方法和计算程序，建立了自己独特的高能计算物理实用软件环境，目前该实验室拥有先进的量子场论复杂计算的技术和能力,拥有研究室自己的高能物理理论计算和数据分析的PCFARM，并建成了DZEROSAMGRID的D0USTC节点，使我们的网格节点正式成为D0合作组标准MONTECARLO事例产生主要节点.因而，该实验室在现象学理论研究和物理分析方面具有很强的国际竞争力.

近年来，粒子物理唯象理论研究室的理论研究课题密切结合他们参加的费米实验室D0组的实验，大型强子对撞机LHC上Atlas组的实验和未来的国际直线对撞机ILC上实验所涉及的TeV物理现象学，集中研究标准模型理论的精确检验和新物理信号的探索.重点研究内容涉及:Higgs物理、Top物理、超对称理论现象学、超引力模型现象学、额外维模型和最小Higgs模型现象学、超高能量下CP破坏来源研究等.考虑到未来对撞机上寻找新粒子和深入了解电弱破缺机制的物理实验中所处的重要地位，我们从研究如何实现高精度量子修正的数值计算方法问题入手解决对撞机物理现象中的复杂理论计算问题.重点解决的计算技术包括：高效率的多体末态（N≥3）蒙特卡罗相空间积分技术；费曼图中不稳定粒子的处理问题；在相空间边界上多点积分函数(n≥5)数值计算的有效方法；红外发散的解析处理；带复数质量的粒子的重整化参数和单圈积分函数的计算方法等.这些问题也一直是粒子物理现象学中的几个研究重点和难点问题.在这些研究中，他们已经在单圈图计算中，在不稳定粒子的计算处理方法上以及在多点(n≥5)标量、矢量、张量积分函数的解析和数值计算上取得了进展.

该研究室自2001年以来,在国际国内重要学术期刊上发表SCI收录的涉及唯象理论研究的论文58篇，被引用达300余次.作出了一批为国际同行重视的研究成果.近年来该研究室取得了以下突出的研究成果：

1997年，在国际上首先解决了四点积分函数在相空间边缘发散点的数值计算困难［1］.在国际上首次解决了三体末态过程的单圈阶幅射修正计算中的五点标量和张量积分的计算问题，完成了关于在直线对撞机上对H\|t\|tYukawa耦合精确检验的理论研究［2］.精确研究了强子对撞机上超对称chargino/neutralino伴随产生过程，以及tb-H-产生过程的NLO阶QCD修正效应，为LHC新物理寻找提供了理论依据［3］.在最小超对称模型下对pp→H±bc+X味道改变过程的精确计算,首次发现在squark的混合机制下，超对称QCD对H±bc耦合的修正可以使该产生过程的截面大大提高，这使得该过程成为发现带电Higgs粒子和味道改变效应的重要反应道［4］.T宇称守恒和不守恒情况的最小Higgs模型下γγ→tt－h°+X过程中的新物理效应的计算和讨论［5］,得到了可能在LC对撞机上观测到LH/LHT的效应，或者给出对LH/LHT参数更严格的限制［6］.完成了四体、五体末态相空间高精度积分程序的发展，实现了不稳定粒子处理技术，六点单圈标量、矢量、张量积分函数的红外分离及正确的数值计算方法和程序，并通过了若干正确性检验.在此软件环境下完成了在带电或中性Higgs寻找过程中，可能测量到的γγ→tt－bb－和e+e-→W+W-bb－过程的QCD辐射修正计算工作.这为Higgs粒子寻找和top物理有关理论的精确检验提供了理论依据［7］.

唯象理论组在国际上首先提出了在强子对撞机上通过超对称标量中微子双轻子共振态，探测R宇称破坏的实验物理分析方案，并计算了其QCD辐射修正［8—12］.该成果被Tevatron的两个实验合作组CDF和D0先后作为其探测双轻子高质量共振态的主要物理动机和数据分析依据在发表的论文中引用.费米实验室FermilabToday对这一研究成果进行了报道.该研究室对这一理论与实验结合的研究，不但在唯象理论研究方面，推动了对TeV强子对撞物理过程中QCDNLO效应的精确把握,而且在实验物理方面，促进中国科大D0组在径迹探测器触发方法研究、高亮度环境下高能电子/光子鉴别、量能器刻度等研究中做出了成果.该研究还促进了高能数据网格计算节点建设，该室建成了中国科大D0USTC网格计算机群，并为D0合作组产生106模拟事例,为中国科大高能物理研究提供了1010以上的网格数据分析与处理能力，从而确保最终物理成果的获得.这些工作得到了D0合作组以及费米实验室的高度评价.韩良教授成为D0合作组AuthorshipCommittee7人委员会成员，负责审查合作组各单位成员作者资格.刘衍文博士成为费米实验室首批InternationalScientistFellowship成员.第28次中美高能物理合作联合委员会会议，确定费米实验室继续支持中国科大D0实验物理研究.

3高能物理实验研究

高能物理实验研究始于1973年，在杨衍明、陈宏芳教授领导下，为云南高山站宇宙线测量研制多丝正比室.之后先后参加了德国DESY的MARK\|J实验，是CERNLEP的L3实验的发起单位之一.与此同时，被接受为LHC大型强子对撞机的CMS合作组和日本KEK的B介子工厂Belle合作组的成员.与瑞士苏黎世联邦理工学院（ETHZ）合作成立了高能物理联合研究所.1991年正式参加中国科学院高能物理研究所BES合作组，成为国内大学中最早投入国内高能基地研究工作的BES成员，相继参加了BESII的物理分析和BESIII的建造与物理工作.2001年10月又被接收为美国BNL的STAR合作组成员.

3．1为STAR合作组研制的飞行时间探测器和相对论性重离子碰撞（RHIC）物理研究

多气隙电阻板室（MRPC）是上世纪90年代后期欧洲核子研究中心（CERN）的LHC－ALICE实验组首先发展起来的新型探测器.受国家自然科学基金委员会委托，该研究室于2000年8月率先在国内开展MRPC研制.先后成功地研制了多种结构的MRPC，其中6气隙的MRPC时间分辨为60ps，对最小电离粒子的探测效率好于95％，达到国际先进水平；双层结构10气隙的MRPC，时间分辨好于50ps，探测效率大于99%，达到国际领先水平.并成功地研制了第一个基于MRPC技术的STAR飞行时间探测器原型TOFrTray，性能指标达到：平均时间分辨为85ps，探测效率好于90％，好于设计指标.并于2002年10月装入STAR探测器，参加了2003年度氘-金核（质心能量为200GeV/核子）和2004年度金-金核（质心能量为200GeV/核子及62.4GeV/核子）碰撞实验，有效提高了STAR探测器的粒子鉴别本领，对π/K分辨的动量区域由原来的0.6GeV/c扩展到1.6GeV/c，对π,K/p分辨的动量范围由1.0GeV/c扩展到3GeV/c.利用MRPC-TOF的数据和时间投影室带电粒子的电离能量损失的数据发展了一种可以鉴别高动量区π介子和质子的新技术，把STARπ探测器介子和质子的鉴别横动量区间扩展到12GeV/c［13］.是第一个运用MRPC技术成功运行于大型高能核核碰撞物理实验的大面积飞行时间探测器，使一些原来很难开展但有重要意义的物理课题有可能进行，并获得了一些重要的物理结果.2006年4月，用于RHIC-STAR-TOF探测器的MRPC通过批量生产标准和标准的最后评审.MRPC生产稳定，质量越来越好，性能达到指标要求.RICE大学还专门做了报道.图1，2分别给出了200GeVAuAu对撞中TOF的强子鉴别和电子鉴别能力.

利用飞行时间探测器得到的主要物理成果有：基于TOFr粒子鉴别的强子谱和Cronin效应的研究［14］.首次得到在氘-金碰撞与质子-质子碰撞中重味夸克衰变的电子谱.结合低横动量D0粒子谱和高横动量单电子谱，在世界上首次给出了氘-金碰撞中双核子质心能量为200GeV/核子下每核子－核子碰撞中粲夸克产生在中快度区的微分截面［15］.开展带电强子横动量谱的研究.通过测量带电强子（π±,p,p－）的单举不变产额谱（0.3＜pT＜12GeV/c），精确测量了粒子的核修正因子Rcp，反粒子/粒子的比率以及p/π的比率等，观察到在中横动量区间重子相对介子有增强现象，这可以用部分子的结合模型来解释，而在高横动量区间，重子产额与介子产额有相同大小的压低.这一现象揭示夸克和胶子在QGP中的能量损失可能与微扰QCD能损模型的预言不符，为高能部分子在QGP中的能量损失机制提供了全新的实验现象，有待进一步研究［16］.

对氘、氦\|3以及它们的反粒子在中横动量区间的不变产额、横动量谱和椭圆流的测量和研究，首次得到了轻核的结合参数B2和B3，发现B2与B3具有相似的值，表明氘、氦\|3以及它们的反粒子有相似的freeze\|out时刻.发现在不同中心度对撞中，轻核的结合参数和π介子的freeze\|out体积成正比.发现氘核和反氘核的椭圆流近似服从组分夸克数的标度不变性，在实验上验证夸克融合模型.首次测量了低横动量的反氘核的负值椭圆流，这是RHIC上观测到的第一个负值椭圆流，发现重粒子（氘）的负值椭圆流与大径向流的理论模型相吻合［17］.开展关于重味夸克产生截面和粲介子D0半轻子衰变道的研究.完成了200GeV金金碰撞中D0介子以及粲粒子半轻子衰变到的电子和μ子的数据分析工作，首次在重离子实验中通过c→μ+X道确定粲夸克(ccbar)总产生截面.首次在重离子碰撞实验中证实粲夸克截面相对于两两碰撞数的标度不变性.首次利用STARTOF探测器测量粲粒子半轻子衰变的单电子谱碰撞中心度的依赖关系.首次利用STARTOF探测器观测到单电子谱压低，测量重味夸克能量损失.首次观测到单电子谱的热力学性质与集体运动流效应不同于轻强子［18］.对粲粒子及其半轻子衰变的单电子椭圆流进行了实验测量和唯象理论探讨.理论上给出了D介子及其单电子椭圆流，并预言底夸克粒子的集体运动流效应很小［19］.完成了RHIC能区粲夸克产生截面和粲粒子半轻子衰变道的研究.2007年8月23—25日在QCD相变与重离子碰撞物理国际研讨会上汇报了该项工作.受到QuarkMatter2008会议组委会的邀请，于2008年2月4日—10日在印度Jaipur举行的第20届国际超相对论核-核碰撞(夸克物质2008)学术大会上做了题为《OverviewoftheCharmProductionatRHIC》的大会报告［20］.进行奇异共振态强子φ→KK的不变质量的重建研究.利用STAR实验数据，通过仅用TPC信息和联合TPC＋TOFr信息（即要求其中的一条带电径迹由TOFr所识别）的比较研究，进一步证明了，结合TOFr和TPC信息可以实现对带电径迹的高精度鉴别，从而大大提高对奇异共振态强子不变质量重建的分辨率.完成了200GeV金金碰撞中奇异强子椭圆流的中心度依赖性研究，系统测量了KS0,Λ,Ξ,Ω粒子的v2（椭圆流）.结果表明，在低横动量区，这些强子的v2符合流体力学的预言，表明早期热化可能在RHIC形成.在中间横动量区，v2符合组分夸克数标度性，表明重组合是强子形成可能的机制，解禁闭可能在RHIC已经形成.中心度的依赖关系表明，v2没有初始坐标空间各向异性的标度性.集体运动在较中心碰撞中较强，热化有可能在中心碰撞中达到［21］.v2随碰撞系统的大小变化的依赖性将帮助我们验证早期热化这一假设.对200GeV铜铜碰撞中KS0,Λ粒子的v2也进行了测量，并和200GeV金金碰撞的结果进行比较，结果表明，在铜铜碰撞中，KS0,Λ粒子也符合组分夸克数标度性，但是热化没有达到.

3．2与日本高能加速器研究机构（KEK）B介子工厂Belle实验的国际合作

Belle探测器于1999年开始取数，2000年夏，我们从D0→Kπ+道的测量开始正式参与物理分析工作,以后还选取了带电D*对产生的连续过程,用D*+→D0π＋衰变产生的软π介子标记D0或D－0［22,23］.给出了当时世界上最为精确的实验结果，并被2006年粒子物理数据库（PDG）收录.我们关于D0-D－0混合的第二项研究课题是D0→Ksπ+π-道的含时达里兹分析测量，该过程的优点是可以直接给出混合参数x，y和强混合角δ［24］.

3．3与中国科学院高能物理研究所的北京谱仪（BES）实验的合作

中国科学技术大学自1991年以来一直参加中国科学院高能物理研究所的北京谱仪(BES)实验，在BESI和BESII上开展了物理研究，在BES3建设中，中国科大是国内唯一参加BES3硬件设计和建造的一所大学，如端盖TOF探测器的预研和建造，亮度监测器的设计和建造以及亮度监测系统的电子学部分，TOF和μ探测器的读出电子学系统、TOF触发子系统、TOF监测仪的电子学和BES3时钟系统.

从1991年至今，积极参与BES物理分析研究.如BES1-BES2的物理：Tau的米歇尔参数的测量，ψ的几种VP和PP模式衰变道的测量和研究，J/ψ的辐射衰变，J/ψ→γρρ,γωω的分波分析.在BES粲物理的研究方面，通过对J/ψ的辐射衰变道J/ψ→γω和J/ψ→γωω的分波分析,仔细研究了这些反应道中的强子共振态结构和分支比测量，发现了ω不变质量谱的近阈增强和可能存在的X（1812）态［25］.

3．4ALTAS/LHC强子对撞实验国际合作

我们与中国科学院高能物理研究所计算中心、中国科大计算中心合作，在中国科大搭建了网格计算（LCGTier3）的工作平台的雏形.同时，我们与美国密歇根大学ATLAS合作组也开始了ATLAS物理分析合作工作，派人参加ATLAS端盖部分muon子漂移室安装、测试和运行维护工作.2006年，蒋一教授、韩良教授参加国家自然科学基金委员会重大重点国际合作项目：“ATLAS强子对撞物理研究”，正式成为ATLAS合作组成员.

参考文献

［1］JiangY,HanL.J.Phys.G,1997,23:385;JiangY,MaWG,HanL.J.Phys.G,1998,24:83

［2］YouY,MaWG,ChenHetal.Phys.Lett.B,2003,571:85;ZhangRY,MaWG,ChenHetal.Phys.Lett.B,2004,578:349;ChenH,MaWG,ZhangRYetal.Nucl.Phys.B,2004,683:196;ZhouYJ,MaWG,ZhangRYetal.Phys.Rev.D,2006,73:073009

［3］SunH,HanL,MaWGetal.Phys.Rev.D,2006,73:055002;WuP,MaWG,ZhangRYetal.Phys.Rev.D,2006,73:015012

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［6］GuoL,MaWG,HanLetal.Phys.Lett.B,2007,654:13;GuoL,MaWG,ZhangRYetal.Phys.Lett.B,2008,662:150

［7］SunYB,HanL,MaWGetal.JHEP,2004,0409:043;SunYB,JiangY,HuangJRetalCommu.Theor.Phys.,2005,44:107

［8］WangSM,HanL,MaWGetal.Phys.Rev.D,2006,74:057902

［9］WangSM,HanL,mu.Theor.Phys.,2007,48:491

［10］WangSM,HanL,MaWGetal.Chin.Phys.Lett.,2008,25:58

高能物理范文篇3

该学会的主要目标是推广、普及在学校教育和社会生产实践中所需要的物理教育，现在大概有会员1200余名．日本物理教育学会有定期发行的附属刊物《物理教育》．该刊物创刊于1953年，主要刊发各种新的教育演示实验以及探讨物理教育的论文．到1990年为止，该刊物每年大约发行3卷，1991年开始增为每年4卷．截止到笔者发稿时，《物理教育》从创刊号到2011年共计59卷在网上免费开放［3］．从1984年开始，日本物理教育学会每年会在暑假期间召开物理教育研讨会，讨论物理教育所面临的种种问题，以及最新科技成果的普及等．中国和日本的物理教育交流活动开始于1989年夏．首次中－日－美物理教育讨论会在夏威夷举行［4］，中方共有大、中学教师9人参加．第二次中－日－美物理教育讨论会由日本物理教育学会主办，1991年在日本富士举行，中方有17人参加．以此类会议为契机，日、美双方得以了解中国物理教育研究中的长处，同时中国代表也及时了解了对方的教学改革动态．近年来，日本国内对高中物理教育质量的下降有了一些批判的声音［5］，怎样提高学生的学习兴趣就成为解决问题的关键所在．日本教育界对新的演示实验的开发以及教学时平行科目的相互影响的研究很活跃，在物理教育学会刊物《物理教育》以及物理教育研讨会中有很多讨论．另外，长期以来日本的教育体制对于物理类竞赛并不热衷，日本全国范围的物理竞赛仅仅始于世界物理年2005年，并于同年才开始派队参加国际奥林匹克竞赛．

2日本高等物理教育的指导方针及模式

自2004年开始实施国立大学法人化以后，日本国立大学虽然由政府出资运营，但是几乎每所国立大学都拥有相应的自治权，因此各个国立大学的教学重点以及方法风格有很大的差别，每个学校都拥有自己的教育体系与理念．以名古屋大学为例，名古屋大学的物理教育方针和核心主要由理学院的物理学教室（即物理系）会议决定．一般来讲研究生和教员都可以申请成为物理学教室的研究员并列席会议（留学生和外国教员亦可参加）．会议一般每季度举办一次，每次会议的讨论内容主要包括实验科目内容的增减，科目课时与学分的分配，科目构成的比例，毕业条件的变更，新教员的聘用，新研究室的设立以及经费的预算及使用等．每次会议一般会按需讨论多个议题，每个议题以不记名投票方式表决．物理学教室有议长和下属各个分支的负责人，议长及主要负责人每年轮换，以投票选举产生．由于有大量的硕士及博士研究生参与讨论，不仅对于物理学教育的创新与改良起到了积极而有效的作用而且使物理系全员参与到物理专业的建设和改良议程中，充分体现了大学法人化法案提出的学术自治所需要达到的要求．

3日本物理本科教育近况

由于国立大学的教学重点以及方法风格有很大的差异，很难对各所大学的教育状况作一全面的论述．以下仅以笔者学习、工作的名古屋大学为例来介绍日本本科教育的一些近况．在名古屋大学，物理类本科教育主要由基础科目、专业科目、实验科目、选修科目、毕业设计等组成．其中选修科目和毕业设计一般相互关联，有高能物理、宇宙物理、凝聚态物理、生物物理4个大的方向．由于大一新生为理学院的数学、物理、化学、生物4个系共同招收，在大一阶段理学院新生需参加公共基础课的学习，教育形态以大班教学为主．大学一年级的教育目标是在培养学生兴趣的同时巩固基础知识，主要进行的是通识教育．教学时一般会配合演示实验以增加课堂活跃度并增进学生对物理现象的观察和理解．学校配有相应的金属器具加工车间，大四以上学生参加安全使用培训后皆可申请使用．课堂演示实验所需教具一般以教员自己制作为主．二年级开始进入物理专业课学习．教学科目主要由数学物理方法、分析力学、电磁学、热学、统计物理学、量子力学等组成．与专业课程相对应的设置有配套的习题课．习题课由教授等教员负责，有相应的学分，属于必修科目．配套习题课的教学以讨论式教学为主，每个班级大约由15～20人组成，分成3～4个讨论小组．除第一节习题课以外，在每节习题课后一般由教员布置一些问题作业．习题课作业一般由研究生组成的学生助理批改、评分，标准答案和评分标准会由负责教员分发到研究生助理手中，并由研究生助理作汇总统计后呈报给习题课的负责教员．每次上习题课时，负责教员把作业发还学生，每个小组先进行内部讨论，再由各个小组派学生轮流讲解，遇到讲解不恰当不全面的时候教员会参与讨论，教员起监督指导辅助作用．习题课成绩评价主要由学生讨论活跃度、出勤率、课题作业完成情况决定．每学期期末考试后会举办教育反思会，参会人包括本科学生代表、研究生助教和专业课教员，对教学中的难点和不足之处进行反馈和探讨．大三阶段增加高级热力学、高级统计物理、高级量子力学、近代物理实验等，并出现多个专业课分支选择，比如高能物理学、宇宙学、固体物理、生物物理等．物理实验以近代物理实验为主，共有14个左右的实验可以选择，每两人一组，一个实验每周一次大约持续一个月，每个学生平均需做3～4个实验才可以获得学分．为了使学生扩大知识面并且使他们对各个研究室的研究情况有初步了解以便他们进入大四时选择教研室进行毕业研究，从2012年起，大三新增了前沿科学讲座这一环节．讲座由20个左右的研究室进行分担，每周进行一次，每次由一个研究室的主要负责人进行讲解介绍，每次讲座结束后会要求学生提交一个简单的小报告．各个研究室的主要负责人亲自负责本科的课堂教学工作，这对于学生的培养十分有利．大学的教学目标不仅是知识本身的教与学，更重要的是研究方法与经验的传承．将最新的科技前沿信息传递到教室，才能不断保持科技创新的活力．在三年级结束进入大四以前学生会自主选报教研室进行毕业设计研究、设计．随着本科生进入各个教研室，大四的教育方式主要以各个教研室的研讨会形式为主．学生在黑板上讲解课本或者文献或者汇报实验进展，教员和其他同学在下面听讲并共同探讨相关的问题要点．每次研讨会大概持续2～3小时，每周1～2次，每次由1～2个学生进行报告．这种研讨会形式的教学很好地激发了学生学习的主动性，培养学生的自学能力以及发现问题和解决问题的能力．

4日本高能物理研究生教育近况

长时间以来，日本物理教育体系发展了一套自己的研究人才培养及传承方法．其研究生的培养主要采用2年硕士＋3年博士的方案，类似于我国的硕－博连读．由于一些研究小组对某些课题，研究方法和手段会几十年持之以恒地进行研究，他们在很多问题的研究上积累了丰富的研究经验．这样的物理教育体系为其研究思想的传承提供了很好的保障．例如，名古屋大学的高能物理理论研究长期以来一直受其创立者坂田昌一的影响，其主要研究风格与研究思想与坂田昌一一脉相承．在日本的研究生培养中，教学任务主要集中在硕士一年级，主要有大课教学和讨论课教学两种模式．大课模式主要以出勤率和报告决定成绩．专业课的教学基本上以讨论式教学为主．由指导教员指定教科书以后，由学生每次在黑板上讲解．另外，学生也会针对自己感兴趣的参考书或者研究论文，自己组成讨论小组，视情况会有高年级学生或教员参与讨论，每个小组由3～8人组成．讨论小组每周讨论一至两次，具体时间与长度由学生自己决定，是一种自组织形式的自学自助团体．硕士二年级以及博士生的教育基本上以讨论式教学为主，讨论内容可以是教科书、论文等，在互相探讨中学习研究．对于研究材料的理解每个人会有不同之处，这一思考、讨论的过程就是取长补短，去粗取精的过程．讨论式教学对于深化对物理现象、概念的理解有很大提高和帮助作用．在研究生的论文选题中，除了第一个选题由导师进行稍微具体的指点外，其他的基本是以学生为主．从论文的选题，中间的计算，到结果的分析，论文的书写主要都是由学生完成的．在这一过程中，导师主要是作一些点拨性的指导，以及论文的润色．另外，日本研究生的教育过程中十分注重对团队合作能力的培养．在合作中相互学习，取长补短，从而使工作效率大为提高．除了以上提到的学校内部的学生培养活动外，日本国内还有一些有特色的校际间的研究生教育交流活动，下面列举两个活动项目．（1）集中讲义：由于日本的各个大学研究室的研究内容和方向比较独立，为了深化各个大学之间的交流，使学生对不同大学的研究室的研究内容有所了解，每年各大学会举办2～4次以硕士生或博士生为听讲对象的集中讲义．集中讲义一般持续2～4天，一般在讲义中间会穿插1个面向低年级研究生水平的2小时左右的报告．集中讲义的选题一般都与近期的研究重点、热点相关．研究生通过参加集中讲义既可以了解相关专题的研究进展并较为系统地学习相关专题的研究方法，又可以获得相应的选修学分．（2）暑期－冬季学校：每年长假期间，依据由日本文部省的预算所开展项目的情况而定，会举办一些暑期－冬季学校进行一些专题讲座．其中传统最悠久的当属从1955年夏天开始，到2013年为止共成功举办59次的YONUPA［6］暑期学校．YONUPA是YOungNUclearandPArticlephys－icistgroupofJapan的缩写，每年暑假期间由与高能物理、原子核物理、高能物理实验相关的各个大学研究生院的学生轮流自发组织、策划、主办并参与．为了降低每个筹备学校的劳动量，筹备学校由管理财务报销的学校、管理事务联络的学校、管理各个所属成员邮件的学校、选取会场并维持秩序的学校4部分组成．另外，与这4个筹备学校相独立的，高能物理、原子核物理以及高能物理实验3个方面由另外的3个学校进行管理，负责邀请讲师、组织学生报告等活动．YONUPA的财政预算主要由日本几个大的研究所出资赞助，另外每个大学的研究室也会按一定比例支付学生交通费用等．YONUPA每次持续4～6天，每年大概有200～300人参加．暑期学校期间，高能物理、原子核物理以及高能物理实验3个研究方向会设置一个共同的集中讲义以及针对每个研究方向的2～3个平行的集中讲义，剩下大约一半的时间是学生相互之间的研究报告．每年从硕士1年级到博士3年级的学生都有一定比例学生参加暑期学校，YONUPA为日本从事高能物理研究的青年学生提供了互相学习与交流的良好平台．除了YONUPA，日本文部省的许多大的研究项目也有专门的学生培养方面的预算．例如在2009—2014年的重大项目“ElucidationofNewHadronswithaVarietyofFlavors”中，每年都会组织与该项目相关的研究生暑期学校．暑期学校采用教员授课与学生习题课并重的形式．通过教员授课与习题课的方式，学生可以系统地学习到某一领域的基本知识并掌握该领域研究的相关方法．

5结语

高能物理范文篇4

一、对计算中心基本任务和发展方向的认识

计算中心作为高能所的计算中心，决定了它为高能物理科学研究服务的根本宗旨。基本任务也就是全所科研网络、实验数据存储、实验数据批处理等大科学实验所必须的计算环境建设、运行、维护管理及发展。

由于计算机技术的进步，原来只能统一购买，集中使用的计算机由能力更强、技术更先进的服务器、工作站，甚至微机所取代，VAX机的淘汰就是时代变化的标志。计算能力的分散和网络技术的发展使得计算中心的基本任务有了很大的变化。横观国际大型高能物理实验基地的发展，由于实验规模变得越来越大，数据量成数量级增加，他们的计算中心经历了向网络中心和数据中心的转化。我所的发展与国外一样，BEPC-II建成后，数据量会增加两个数量级。计算中心已经完成了向网络中心的转化并正在向数据中心发展，这是必然趋势。

目前我们与国外著名高能物理实验基地在技术上差距很大，在这个发展过程中面临的技术问题是很多的，我们必须研究国外最新发展的先进技术，才能不断满足物理学家的需求，并跟上世界的脚步。最近几年我们必须研究的先进技术有：

1.基于SAN的数据存储技术，包括数据管理与数据库

2.大型PC-FARM，并行计算，任务分割与负载平衡

3.网格计算

4.面向对象的方法和技术

5.先进网络技术

6.系统与网络安全技术

二、改革及科研队伍建设

年研究室改革实行的按需设岗、按岗聘任由于计算中心人员流失，搞得并不彻底。除了长期病号、提前退养、离职休养的以外，每个同志仅报告了工作就上岗了。但是在课题设置和关键岗位安排上我们做得很认真。我们坚决停止了长期得不到经费支持，长期没有进展的课题，而提出了有发展前途的新课题；我们在所领导的督促下，取消了专职值班人员，将系统维护人员从8人减少到4人；将信息组与网络组合并。在没有竞争岗位积极性的情况下，由室出面安排各课题的负责人。特别是在国家增加了对我所的经费支持后，所批准了校园网改进和SAN两大课题，对计算中心科技队伍的形成起到了极大的促进作用。各课题负责人都很尽职尽责，上述两个课题已经形成了强有力的科研队伍。

三、课题组和课题研究情况

年以前，除了许榕生研究员从科学院争取来的“黑客入侵防范软件研制”以外，没有象样的研究课题。1999年国家增加了经费支持，计算中心根据所科研特别是BES目前和近几年的需求，结合计算中心的发展方向，提出了“高能所校园网改造”和“建设基于SAN的新一代网络分布式数据处理与存储环境”两大课题，并建立了课题组。再加上系统维护运行组和网络安全组，全室有了四个课题组。

“高能所校园网改造”课题组由网络组全体成员组成，同时也兼管全所网络的维护运行。“高能所校园网改造”课题从1999年四季度开始调研，年基本完成了新校园网的建设，今年的任务是网络的完善和优化，包括从安全上加强网络。通过新校园网的建设，网络组成员的业务知识水平有了很大提高，许多同志有了自己的业务专长。同时网络组的凝聚力、战斗力也有了很大提高，形成了一支队伍，可以放心地交给他们任务。

系统组原先只负责计算机系统的维护运行，年研究室改革后，计算中心集中了优秀人才和研究生成立了SAN课题组，以杨大鉴研究员挂帅，研究并准备建设下一代的计算环境。SAN是近两三年发展的新技术，我们是国内研究、打算掌握并实施的第一家，设备价格高昂而且具有相当的难度。课题组在一年多时间里做了大量调研工作，对一些厂家的解决方案做了认真的评价和测试，为建设新一代数据处理和数据管理环境减少购买设备中的风险打下了坚实的基础。课题组准备在今年下半年实施，年底到明年年初建成基于文件管理的SAN系统。

由四名同志组成的系统维护运行组担负起几个计算平台的维护工作。她们原来是技术上要求不高的值班员，几年来，计算中心注意对她们的培训和改善学习条件，她们也努力学习业务知识，积累经验。现在她们已经完成了由值班员向系统管理员的转变。

许榕生研究员领导的网络安全研究组几年来，承担了国家和科学院的几项重大网络安全研究任务，获得了科学院科技进步一等奖和国家二等奖。课题组注重研究成果商品化、产业化，为社会上许多单位提供网络安全咨询和服务，得到了良好的社会效益，并在社会上有一定的知名度。该课题组的运行方式与其他三个课题组不同，它与社会其他实体合作，引进外单位资金，使用外单位合作人员，与外单位共享研究成果。应该说，计算中心仅给予他们宽松的条件，并没有特别的支持，而他们表现了旺盛的生命力。

计算中心的这些课题组学术气氛活跃，学术活动频繁，课题不断有所进展。

四、完成运行任务情况

计算中心每年都完满地完成了计算平台和网络的运行。计算环境的维护运行并不是象有些同志想象那样，买来计算机看着就行了。计算机和网络不断根据所科研的需求增加、更改、变动、淘汰，每天都有很多问题等着处理。除了日常维护以外还做了几件大事，每个夏天加速器停机，都是我们最忙的时候，因为大家休息计算机和网络不那么忙，计算环境才可能做较大的动作，每次都是全室一起动手。

1999年淘汰四台VAX计算机，整理并撤除数以吨计的电缆

2000年更换机房全部地板及新的校园网建设

五、国际合作

四年中先后派出参加合作有5位同志，派去KEK的4位同志都做了很好的工作，在业务上有较大收获，对我室的工作也有很大促进。他们在国外的工作给国外同行以很好的印象，巩固了计算中心与KEK计算中心的合作关系。派出失败的有一人。派去费米实验室的刘庆军中途在美国另找工作，严重损害了我所和费米实验室的合作，对计算中心的工作安排带来很大困难。

邀请外国专家访问计算中心两次。1998年邀请CERN专家帮助我们建立了高能所第一个PC-FARM。1999年邀请KEK计算中心主任和网络组组长访问，商谈两个计算中心的合作问题，促进了与KEK的合作。

筹备CHEP2001国际学术会议，为此，我于1998年和2000年两次出国参加CHEP国际会议。1999年参加CHEP98会议并顺访SLAC计算中心收获很大，对于形成我对计算中心学术研究方向的认识起到了关键作用。

国际合作是我们跟踪国外先进技术的重要途径。过去我们没有一个国际合作的固定渠道是很吃亏的，希望所领导在参加国外物理实验合作（特别是CERN）时能考虑计算中心的参与，使我们的同志有机会参加第一线的工作。

六、科研环境的改善

任职四年来，我比较注意科研环境的改善。在所领导和有关单位的支持下，在计算中心做了以下环境改善工作：

1.机房更新了9台空调机，安装了新风机

2.更新了机房全部地板和支架，美观并保证了安全

3.新安装了带门禁、自动的大门

4.暖气、自来水、机房屋顶防水层大修

5.厕所装修

6.二楼办公室安装空调

7.一楼窗户安装护栏

计算中心自己花室开发基金经费也做了大量改善科研环境的事：

1.1998年花开发基金数万元购买调制解调器池、微机、笔记本电脑和传真机

2.1999年安装了纯水机、电冰箱、微波炉

3.2000年花开发基金四万多元购买了多媒体投影机

4.2000年花开发基金四万多元用于二楼办公室和会议室安装10台空调机

5.2001年花开发基金近六万元安装了机房监视系统

计算中心网络安全课题组还主动雇人清除厅前杂草，种了10棵柿子树，修剪厅附近灌木、树枝和花卉，更换灯罩等，美化环境。

七、存在问题和困难

1.首先是人才问题，几年来人才流失严重，自己培养的研究生留不住。原因是多方面的，前几年我所研究经费不足，没有象样的研究课题，与科研人员待遇过低是主要原因。我寄希望于知识创新工程，希望能吸引和留住青年人才。但主要还要靠从现有的青年科研人员中培养和成长出人才来，并且希望有些关键岗位上的老同志在两、三年内把接班人带出来。信息技术不断发展，计算中心的任务越来越繁重了，目前计算中心的人员素质和数量都很难满足需要。希望今后所领导重视并加强对计算中心的支持。

2.领导班子问题，我任主任并且没有副主任四年，兼支部书记两年。已经向党委办公室反映意见多次，这个不正常状况有两大弊病，一是人的精力有限，不可能面面俱到，工作中会误事；二是工作没有人商量，没有人监督，容易办错事。希望这次能把班子配齐，走入正轨。

3.网络安全组的工作和所里的工作没能很好地结合起来，这主要是我的责任。现在网络安全已经是个很突出的问题了，发挥网络安全组的作用解决我所网络安全问题已经是非常必要的，而且现在也是解决网络安全组与其他组工作两张皮问题最好的契机。

4.计算中心的工作也还有许多不如人意的地方。计算中心为全所提供的服务还不能完全令人满意，同时计算中心的同志也觉得付出的努力没有得到全所同志的认可。这一方面由于技术掌握得不够好，系统和设备还经常出些问题，另一方面是服务意识和与用户的沟通不够。这两方面都是需要改进的。

5.计算中心工作与物理学家的工作怎么配合也是工作中的难题，我们的工作目标是为物理学家服务，希望得到物理学家的支持和参与，大家一起瞄准国际水平的高目标。我们希望分工合作，不要各搞各的。

6.值班问题。计算中心每个月要安排38到41个班，因为人员紧张，现在是不给换休，也没有加班费，值一个班从岗节余中给10元作为值班费，因此安排值班很困难。我们希望能尽快安装机房的门禁，在门禁和监视系统的配合下，计算中心将在保证安全的前提下做到无人值班，解决我室值班难的问题。

八、对今后工作的设想

我想首先是计算中心的定位，如报告开头所讲，计算中心要向网络中心和数据中心发展。近几年的任务就是要做好SAN系统的研究，建成由小型分级数据管理的存储系统和PC-FARM，以满足BES-II、羊八井和其他科研需求，并在技术上做好建设大型数据处理与存储环境，满足BEPC-II和国际大型合作项目需求的准备工作。网络需要不断改进，增加出口带宽，提高安全性，改进服务。

第二是人才和科研队伍。要在现有的基础上加强培养人才的工作，对年轻科技人员要压担子，不断提出更高的要求，并根据特长大胆使用。我不主张给能发展成学术带头人的年轻同志行政职务，繁重而琐碎的事务性工作会严重影响他的学术发展，这样的“提拔”适足以毁了他的前途。我主张这样的同志在课题研究上打头阵。当然，我希望年轻同志学习和提高自己的协调组织能力和领导能力，学会做人的工作，以备将来作一个好干部。高能所的将来是属于年轻人的，他们中总有一些又红又专的人会走上科研领导岗位的。

第三是怎样按照知识创新的要求组织今后的工作。我还没想透，我觉得不仅仅是按照进入知识创新工程的要求进行研究室改革，也不仅仅是竞争上岗。而是要跟建成在世界上有竞争力的，一流的研究所联系起来。我们必须在建设BEPC-II的同时建设一个与之配套的、先进的计算中心。我觉得我们必须参加LHC在计算方面的合作，否则，高能所在世界高能物理界就没有地位。参加LHC合作不仅要花很多钱，还要做大量的、艰苦的技术准备工作，以填补我们与世界水平的巨大差距。

九、关于怎样做好研究室主任的体会

1.清楚知道本室在研究所的定位，任务和发展方向。

2.注意了解世界上本专业技术新发展。

3.要不断给自己提出新目标，然后坚定不移地朝着目标走，决不放弃。

4.要抓好骨干。

5.每个人都有优点和缺点，自己也一样，因此要对人平等、真诚；用人时要扬长避短，要鼓励每个人的积极性。

6.要对人宽容，对己严格。

7.待人公平，对同志无亲疏之分，不搞小圈子。

高能物理范文篇5

言语理解与表达（1）： 91.题目:一般认为股息传播着股份制企业的财务信息。这句话的意思是：

请选择答案:

A．股息就是指股份制企业的财务信息。

B．从股息中可以推知股份制企业的财务情况。

C．股息体现了股份制企业的股本结构。

D．股息决定着股份制企业的财务收支。

92.题目:我国的专利申请平增多每年以48%的速度增长。我国的专利实施只占专利总量的20-30%，与国外高达80%的实施率相比，差距很大。在我国专利申报总量中只有15%来自于企业，而发达国家的专利申请80%来自于企业。

这段话主要支持了这样一种观点，即

请选择答案:

A.在具体政策上对科技成果评估活动重视不够。

B.在我国，应该努力扩大对日益增长的专利技术的开发、实施。

C.在我国，多数人还没有学会使用专利武器来保护自己的知识成果。

D.与企业相比，大专院校和科研单位更重视对科研成果的开发和应用。

93.题目:职业技术教育的任务是为社会各种产业培养劳动力。学生接受完职业技术教育后就直接进入劳动队伍，因此职业技术教育和市场经济有较直接的关系，它应该根据市场经济的发展和需要调剂专业设置、课程计划和培养方式等。当然，也有诸如师范、卫生、艺术、体育等专业与市场经济没有直接的联系，它们应该根据社会发展的需要，而不仅仅根据市场的需要来规划和发展。

对这段话正确理解的一项是：

请选择答案:

A.市场经济规律决定着职业技术教育的发展。

B.发展职业技术教育，首先应强调社会发展的需要。

C.师范、卫生、艺术、体育等个别专业，与市场经济没有联系。

D.职业技术教育中的多数专业应根据市场的需求而调整、发展。

94.题目:时间怀有一种公平的道义，对他所拿去的，他会给我们别的补偿。他夺去了我们肢体和精神的灵活，却给予我们宁静和安详。

对这段话正确理解的一项是：请选择答案:

A.无所谓浪费时间。

B.耽误的时间可以得到补偿。

C.不具有灵活肢体和精神的人能获得安宁。

D.晚年的宁静可以使青春活力的消失得到补偿。

95.题目:个人的可叹之处不在于他欣赏大众文化，而在于他只欣赏大众文化；一个民族的可悲之处也不在于它拥有大众文化，而在于它只拥有大众文化。

这段话支持了这样一种观点，即

请选择答案:

A．大众文化不应只由个人拥有。

B．没有大众文化的民族是可悲的。

C．一个民族只有大众文化是不够的。

D．能欣赏大众文化的人，才能欣赏高层次文化。

96.题目:农业科研单位与其他经济实体（包括国内外合资企业等），以成果、技术和资金等入股的形式，共同组织科技产品开发和承担经营风险。

这段话主要支持了这样一种观点，即科研单位与其他经济实体的合作

请选择答案:

A.或者以成果、技术的形式，或者以资金入股的形式。

B.以成果入股、技术入股和资金入股的形式。

C.以成果、技术和资金为相互承诺的形式。

D.以成果、技术折合成入股资金的形式。

97.题目:一般说来，越是能直接产生经济效益的科技成果，越应该由受益的经济组织提供激励；越是产生巨大社会效益的科技成果，越应该由政府提供激励。这一原则符合世界上许多国家的实际情况。

这段话主要支持了这样一种观点，即

请选择答案:

A.激励应该选择适当的客体。

B.激励应该由适当的主体来承担。

C.政府应该对科技成果提供更多的激励。

D.世界上许多国家的政府都很重视对科学研究的鼓励和支持。

98.题目:知识产权市场是受到专有法规特别界定与保护的知识产权产品（商品）的交换关系和法制关系的总称。它实际上是社会市场经济体系中专事集散以减除""不确定性""的智能产品的无形产权市场。

从这段话中可以知道，在市场经济体系中

请选择答案:

A．""不确定性""是无形产权市场的特点。

B．知识产权市场是交换智能产品的场所。

C．专事集散产权的场所是知识产权市场。

D．知识产权市场能减除产品的""不确定性""。

99.题目:不少新建、扩建企业没有在投资中按比例安排相应的自有流动资金，有的企业甚至靠挪用流动资金来盲目争上新的项目；历年清产核资中发生的损失也有一部分外用企业自有流动资金冲减；一些企业甚至挪用资金炒房地产、股票等。此外，物价的上涨也吃掉了一部分资金。

这段话主要支持了这样一种观点，即

请选择答案:

A.盲目争上项目造成了企业流动资金的不足。

B.在不少企业中存在着自有流动资金紧张的现象。

C.多数企业只能依靠银行来解决流动资金问题。

D.企业自有流动资金数量逐年下降是正常趋势。

100.题目:各国学者正在从不同角度和不同方面修正和发展着现代形式逻辑：有作为经典逻辑替代系统的异常逻辑，有作为经典逻辑扩充系统的各种应用逻辑，有分析日常言语交际中的推理和论证的言语逻辑、非形式逻辑、新修辞学等，有用于人工智能领域动态逻辑，有容纳真矛盾而又不至于自毁的协调逻辑，以及模糊逻辑等等。

这段话主要支持了这样一种观点，即

请选择答案:

A.国内有些学者对逻辑持有过于偏狭的见解。

B.形式逻辑的研究领域正在不断扩大。

C.经典逻辑正在被异常逻辑所取代。

D.逻辑学不仅是纯理论的，而且是非常实用的。

101.题目:封建时代最有资格存在的是""载道""的正剧，悲剧和喜剧使自身""正剧化""后才能生存。这段话支持了这样一种观点，即在封建时代

请选择答案:

A.悲剧和喜剧也都要""载道""。

B.产生了大量的""载道""的作品。

C.没有正剧就没有悲剧、喜剧。

D.悲剧、喜剧与正剧没什么区别。

102.题目:会读书的人是不会感到寂寞的。他可以""饮茶书窗下，悠然见前贤""，思接千载，神入八荒、云游天地之外。书房无论大小，总是自己的王国和领地。

""书房无论大小，总是自己的王国和领地""的意思是

请选择答案:

A．读书生活有着探索知识奥秘的充分自由。

B．只有真正的读书人才是读书环境的主宰者。

C．读书生活可以让人享受思接千载、神入八荒的乐趣。

D．饮茶书窗下，悠然见前贤，这种境界连国王也无法享受。

103.题目:现阶段，我国城乡之间在生产力水平、就业结构、收入水平等方面都存在着很大的差别，农村经济的现代化、社会化都还有一个漫长的过程，广大农村在近期尚不具备国家统一立法、强制实行社会保险制度的条件，不能照搬城乡企业的办法。广大农民仍应坚持家庭养老、邻里互助等好的传统做法，在富裕的地区，根据农民自愿，可以进行个人储蓄积累式的养老保险试点。

这段话主要支持了这样一种观点，即

请选择答案:

A.农村社会保障制度改革应坚持农民自愿的原则。

B.在社会保障制度改革方面要因地制宜，循序渐进。

C.进行农村社会保障制度改革必须坚持社会主义方向。

D.应该坚持和发扬农村中那些好的社会保障的传统做法。

104.题目:今天，整个社会都表现出对高雅艺术的关心，政府拨出专款予以扶植，企业慷慨解囊给予支持。一个病人，需要输血，需要输氧，但是，病人健康地生活最终还要靠自身的生命力和自身的机能转换。

这段话主要支持了这样一种观点，即

请选择答案:

A.高雅艺术正在恢复蓬勃的生机。

B.高雅艺术需要得到政府和企业的帮助。

C.高雅艺术的发展前景尚不明朗。

D.对于高雅艺术的界定尚不明确。

105.题目:对于成人教育来说，重要的不是向学生头脑中堆积知识而是改进和训练其思维方式。这段话主要支持的观点是：

请选择答案:

A．受到过良好教育的成人通常具有较宽的知识面。

B．成人接受新知识比较困难。

C．成年人比年轻人更善于思维。

D．成人教育应该注重对思维能力的训练。

106.题目:许多文人雅士通过为自己的书房命名来言志寄情，梁启超的书房命名为""饮冰室""，语出《庄子·人间世》，形容内心忧愁焦灼，欲饮冰镇之。

从""饮冰室""的斋名中可以体现出：

请选择答案:

A.室主对国家前途的关切和忧虑。

B.室主过人的才华和机敏。

C.室主失望和消极的人生态度。

D.室主对庄周的敬仰之情。

三、阅读文章：

阅读下列文字，完成下面4道题：高速铁路一出现，就显示了巨大的技术经济优势。它的运输能力大，单方向每年可输送旅客1亿人次以上；它的运输速度虽比航空低，但快于公路；它的车站都设在城市内，受气候影响较小，因而在中距离运输中占有明显的优势。如远距在800--1000公里，从家门到家门的旅行时间，乘高速铁路约5--6小时，和乘飞机时间相近，而能耗只有航空运输的五分之一，安全可靠程度比航空和汽车运输大大提高。因此，高速铁路一出现就吸引了大批的行程在300--1000公里左右的乘客。同时铁路企业也获得了明显的经济效益，不仅在不到10年的时间内收回了全部建设投资，也扭转了一些国家铁路长期亏损的局面。高速铁路已经成为国外铁路运输企业的支柱之一。正是由于高速铁路有上述优点，目前除日、法、德等国在继续建设新的高速铁路外，西班牙、韩国、俄罗斯、美国、我国台湾地区，也正在酝酿规划建设高速铁路。一个高速铁路建设的高潮正在国际上兴起，时速达350公里的高速列车在积极研制。可以设想，在不久的将来，更高速度的高速列车将出现于世界。一些专家认为，高速铁路将是21世纪的有轨运输系统的主体。目前的高速铁路车辆结构有两种类型：一种是使用现有铁路车辆的轮轴与车厢的联结原理，用加大曲线半径的方法，以适当的外轨超高克服列车通过曲线时的离心力；一种是在列车通过曲线时，自动调整车厢的水平状况，平衡列车产生的离心力，或称""摆式车体""。前者要求铁路线路曲线半径大，往往需要新选一条铁路，其投资较大；后者车辆造价高，但可以在曲线半径较小的现有线路上行驶。由于大多数高速铁路建设在城市化地带，当现有铁路客货运输都繁忙时，往往需要建设一条新的适合高速列车行驶的铁路新线。因此，在现有的高速铁路中仍以前一类型居多。

107.题目:对高速铁路表述有误的一项是：（）

请选择答案:

A、高速铁路指时速达350公里以上的铁路

B、高速铁路是一种有轨运输系统

C、高速铁路实行短程和远距离运输，并不比飞机、汽车占优势

D、高速铁路的商业价值使它成为国外铁路运输企业的支柱

108.题目:第1小节中运用的说明方法有：（）

请选择答案:

A、列数字、打比方、做比较

B、列数字、做比较、举例子

C、列数字、分类别、举例子

D、列数字、做比较、分类别

109.题目:划线句子""正是由于高超铁路有上述优点""中""上述""不包含的一项是：（）

请选择答案:

A、车站设在城市内，受气候影响较小

B、运输速度虽比航空和汽车运输大大提高

C、安全可靠程度比航空和汽车运输大大提高

D、扭转了一些国家铁路长期亏损的局面

110.题目:划线句子""因此，在现有的高速铁路中仍以前一类型居多""中，""因此""指：

请选择答案:

A、""摆式车体""车辆造价高

B、用加大曲线半径的方法，以适当的外轨超高克服列车通过曲线时的离心力

C、高速铁路大多建设在城市化地带

D、前一类型要求铁路线路曲线半径小，需要新造一条铁路

四、阅读文章：

阅读下列文字，完成下面4道题。由高能加速器或对撞机产生的新粒子用大型粒子探测器一观测。将探测器安装在对撞机的粒子对撞区，尽可能把对撞点包围起来，以得到最大的接收立体角。所有大型粒子探测器都是多种探测器的组合体，原理相似，结构各异，规模不等。各种探测器的基本原理是使带电粒子在穿过物质时，由于电离效应、辐射效应等留下径迹，用电子学方法和计算机手段捕捉这些信息，再加以放大、分析处理，以得到粒子的能量、速度、动量等。探测器的一个重要指标是粒子的分辨率，通常是由测得的粒子能量、速度、动量等得到粒子的质量，或根据不同粒子与物质相互作用的特性来确定粒子的类别。当今的探测器都充分利用大型计算机来进行数据的获取和分析。随着能量的增加，探测器更加庞大和复杂。对撞后产生的粒子数增多，对触发速率、数据获取率、电子学和探测器计数率、探测器的抗辐照能力、计算机数据处理和分析能力都提出了更高要求。在电子对撞机上的探测器大多是对称的，而在德国的HERA上工作的探测器则前后不对称，以适应电子、质子能量不同的要求。工作在北京正-负电子对撞机上的北京谱仪（BES）是我国自行设计、制造的粒子探沿器，是国际上该能区工作的结果受到了国际上的关注。1992年，完成τ轻子质量的精确测量，对过去的结果修正了7.2兆电子伏，将精度提高了10倍，为解决τ寿命、分析比与标准模型框架之一的轻子普适性理论的矛盾问题起了关键作用。该结果在国际高能物理大会上宣布后引起普遍的重视，专家们认为这是近几年高能物理最重要的实验之一。此外，它还中J/4、粲物理研究方面取得了令人瞩目的结果。这一系列的成果已得到国际高能物理同行的承认，说明我国在τ轻子和粲夸克领域的研究方面已在国际高能物理界占有一席之地。111.题目:对探测器表述有误的一项是：（）

请选择答案:

A、一般安装在粒子对撞区，尽可能把对撞点包围起来，以得到最大的接收立体角。

B、其探测方法是用电子学方法和计算机手段捕捉带电粒子穿过物质时留下的径迹。

C、其探测方法是用电子学方法和计算机手段捕捉带电粒子穿过物质时留下的径迹。

D、各种探测器原理相似，但结构不同，安装位置也不相同

112.题目:高探测器的粒子分辩率与下面哪能一项无关？（）

请选择答案:

A、触发速率

B、计算机数据处理和分析能力

C、探测器对称安装

D、探测器抗辐照能力

113.题目:分析有误的一项是：（）

请选择答案:

A、探测器前后不对称，扩展了对不同能量的电子、质子探测的能力

B、HERA与BES都是性能先进的探测器

C、从粒子的能量、速度、动量可以推知粒子的质量

D、τ轻子是一种粒子

114.题目:划线处这一系列的成果指的不是下列哪一项：（）

请选择答案:

A、完成τ轻子质量精确测量

B、有益于解决分枝比标准模型框架之一的轻子普适性理论的矛盾问题

C、在国际高能物理大会上引起普遍重视

D、在J/4、粲物理研究方面取得了令人瞩目的结果

五、阅读文章：

阅读下面的文字,完成下列4题：在过去的几年中,美国公司累计获得了创记录的利润,而且,据世界商业论坛说,

美国的生产率已重新居于无可争辩的领先地位,将曾是它最大竞争对手的日本甩到了第四位.但据某些权威人士说,那两者之间并没有必然联系.也就是说,

公司利润的飞速增加并不是生产率提高的结果.华盛顿的经济政策研究所说:""公司利润是由于工资的凝滞和下降而增加的.""

该研究所在分析政府公布的数字时发现,1994年的税后赢利率是25

年来的最高点,尽管投资或生产率的增长仍然比较凝滞.排除通货膨胀因素后的男性工人的中等工资自1979年以来一直在下降,在1989至

1994年期间,降速加快,每年下降一个百分点.妇女的工资自1989年以来也一直在下降.这种趋势的一个最令人苦恼的特点是,

大学毕业的男性工人这些年来第一次看到他们的工资也在下降.收入略有增加的家庭,往往是家中有更多的成员去工作.

人们普遍认为,19世纪的工业革命影响的主要是蓝领工人,而今天技术革命伤害的主要是白领和中层管理人员.其实生产线上的工人也未能幸免.

他们是由于产量分成━━生产任务向低工资地区转移━━而受到打击.例如,汽车和电子产品的生产日益向东南亚和墨西哥集中,

加勒比则成了受到清睐的服装制作中心.结果,制造部门报酬较多的工作正在被零售和服务部门的低报酬的工作所取代.随着越来越多的地区进入自由贸易领域,

这些地区的制造业会更加有吸引力,这种趋势即使不会加速,也会继续发展下去.

115.题目:第一段所说的""两者之间""是指

请选择答案:

A.美国和日本

B.创记录的利润和工资的提高

C.赢利率和生产率

D.生产率领先与否

116.题目:以下说法与上文意思相符合的一项是:

(1)以前大学毕业的男性工人的工资一直是不断上升的

(2)过去几年中美国的生产率并未下降

(3)不能说过去几年中美国工人的工资数额没有增加

(4)扣发或少发工资来提高利润是资本家的一贯伎俩

(5)技术革命使某些生产部门受到打击

请选择答案:

A.(1)(4)

B.(2)(3)

C.(2)(4)

D.(3)(5)

117.题目:文末""制造部门报酬较多的工作正在被零售和服务部门的低报酬的工作所取代""一句的意思是

请选择答案:

A.零售和服务部门用人的数量越来越大

B.能胜任制造部门工作的人越来越少

C.报酬较多的工作变成了低报酬的工作

D.收入多的部门的就业机会大为减少

118.题目:文中两次说到""这种趋势"",从全文来看""这种趋势""指的是

请选择答案:

A.由工资的下降获得赢利率的提高

B.生产任务向低工资地区的转移

高能物理范文篇6

阅读下列文字，完成16-20题。

由高能加速器或对撞机产生的新粒子用大型粒子探测器来观测。将探测器安装在对撞机

的粒子对撞区，尽可能把对撞点包围起来，以得到最大的接收立体角。

所有大型粒子探测器都是多种探测器的组合体，原理相似，结构各异，规模不等。各种探

测器的基本原理是使带电粒子在穿过物质时，由于电离效应、辐射效应等留下径迹，——①

电子学方法和计算机手段捕捉这些信息，——②加以放大、分析处理，——③得到粒子的·．

能量、速度、动量等。

探测器的一个重要指标是粒子的分辨率，通常是由测得的粒子能量、速度、动量等得到粒

子的质量，或根据不同粒子与物质相互作用的特性来确定粒子的类别。当今的探测器都充分

利用大型计算机来进行数据的获取和分析。

随着能量的增加，探测器更加庞大和复杂。对撞后产生的粒子数增多，对触发速率、数据

获取率、电子学和探测器计数率、探测器的抗辐照能力、计算机数据处理和分析能力都提出了

更高要求。在电子对撞机上的探测器大多是对称的，而在德国的HERA~-E作的探测器则前

后不对称，以适应电子、质子能量不同的要求。

工作在北京正—负电子对撞机上的北京谱仪(BES)是我国自行设计、制造的粒子探沿器，

是国际上在该能区工作的最先进的探测器之一，运行3年来获得的物理结果受到了国际上的

关注。1992年，完成τ轻子质量的精确测量，对过去的结果修正了7．2兆电子伏，将精度提高

了10倍，为解决，寿命、分析比与标准模型框架之一的轻子普适性理论的矛盾问题起了关键

作用。该结果在国际高能物理大会上宣布后引起普遍的重视，专家们认为这是近几年高能物

理最重要的实验之一。此外，它还在J／4、粲物理研究方面取得了令人瞩目的结果。这一系列

的成果已得到国际高能物理同行的承认，说明我国在τ轻子和粲夸克领域的研究方面已在国

际高能物理界占有一席之地。

16．对探测器表述有误的一项是：

A．一般安装在粒子对撞区，尽可能把对撞点包围起来，以得到最大的接收立体角

B，其探测方法是用电子学方法和计算机手段捕捉带电粒子穿过物质时留下的径迹

C．探测器能测得粒子能量、速度、动量等来确定粒子的类别

D．各种探测器原理相似，但结构不同，安装位置也不相同

17．高探测器的粒子分辨率与下面哪一项无关?

A．触发速率

B．计算机数据处理和分析能力

C．探测器对称安装

D．探测器抗辐照能力

18．分析有误的一项是：

A．探测器前后不对称，扩展了对不同能量的电子、质子探测的能力

B．HERA与BES都是性能先进的探测器

C．从粒子的能量、速度、动量可以推知粒子的质量

D．τ轻子是一种粒子

19．划线处这一系列的成果指的不是下列哪一项：

A。完成，轻子质量精确测量

B．有益于解决分枝比标准模型框架之一的轻子普适性理论的矛盾问题

C．在国际高能物理大会上引起普遍重视

D．在J／4、粲物理研究方面取得了令人瞩目的结果

20．文中①-③处应填人的词是：

A．拿／于是／从而

B．用／再／以

C．以／再／于是

D．用／以／不填

阅读下列文字，完成21-25题

在5000万年到7000万年前，一类或几类陆生哺乳动物第二次入水，其中有些还适应了淡

水生活。由它们逐渐形成了进化树上的新分支——鲸目。它分为三个亚目：古鲸亚目、齿鲸亚

目、须鲸亚目。其中古鲸亚目的种类于始新世晚期灭绝。白垩纪末期曾经统治地球的恐龙类

全部灭绝，原始的哺乳动物，特别是真兽类繁荣起来。其中有蹄类由其祖先踝节类演化而生。

第三纪初期，这羌动物特别是其中的与猪、鹿、骆缤纷相近的偶蹄类中的部分种类返回海中生

活，逐渐产生最早的鲸类：古鲸亚目。

研究者们在巴基斯坦发现了由陆生向水生演变的鲸类过渡种Panic．usinachus化石。它

们生活于始新世早期，是一种在古Tethys海域浅水中捕鱼为食的水、陆两栖的动物。由它再发

展成为完全水生的古鲸类。到这时，古鲸类与其祖先在结构上已经发生了很大的变化。

——有些科学家认为古鲸亚目不是齿鲸亚目和须鲸亚目的直接祖先，——一般认为

后者来源于前者为较满意的推论。齿鲸类和须鲸类均来源于被认为是与古鲸亚目中古鲸科同

源的祖先。齿鲸类起源于3000万年前崭新世界早期，而须鲸类在2700万年前的中期出现。

现代齿鲸类和须鲸类是其祖先以两种不同途径进化的产物：一类保留牙齿，并进一步向单

根、圆锥型的同型齿演化，并逐渐增加牙齿数量。另一类失去了牙齿，而发展成了鲸须。

21．第一段所说的""5000万年到7000万年前”，指的是：

A，白垩纪末期B．始新世早期

C．始新世之前D．始新世中期

22．第一段：“这类动物特别是……”中的“特别是”强调了：

A．偶蹄类动物演变为鲸类是生物进化的重要史实

B．某些有蹄类动物的人水与鲸类的产生有最为密切的关系

C．返回海中生活是鲸类之所以产生的重要的环节

D．进化为鲸类的是猪、鹿、骆驼相近的偶蹄类23．以上四段文字内容概括起来表述为：

A．齿鲸类和须鲸类的进化

B．原始哺乳动物再次进入水之后

C．鲸类的起源和进化

D．古鲸类的分支及灭绝

24．以下几种说法中符合上文意思的是哪一项?

A．始新世在白垩纪之后，正好是哺乳动物返回水中生活的时代

B．齿鲸类起源于古鲸亚目灭绝之后

C．发现Pakieetusinachus化石，是在始新世早期

D．鲸类的形成，历经了数千年乃至上万年的演化

25．文中第三段少了一组关联词，应填人的一组是：

A．不仅…而且B．尽管…也

C．虽然…但是D．如果…那么

阅读下文，回答第26~30题。

人们①将核反应堆形象地比喻为核电站的“锅炉”，在这种“锅炉”里烧的是铀、钚核

燃料。②，在核电站“锅炉”这个家庭中，有一个特殊成员——快中子增殖反应堆，简称

“快堆”，现在已成为核反应中的佼佼者。在一般锅炉里的燃料如煤、燃油等都是越烧越少，而

“快堆”的“燃料”却越烧越多，——③成了魔炉。——④，从快中子增殖反应堆这个名字本

身就可以看出，这里的增殖就是指能增殖燃料。

那么，“快堆”为什么会有这种本领吗?这里，先要介绍一下同位素和核燃料。

铀一235和铀一238都是铀的同位素，它们的质子数同为92，而中子数分别为143和146。

而235和238就是质子数与中子数之和。天然铀中，约有99．3％铀一238，铀一235只占0；7％。

在核反应堆中，铀一235如同优质煤，遇到中子就会产生裂变反应；而铀一238却像煤矸石，遇

到中子大都不发生裂变，通常作为核电站的废料处理，积压量很大。

在“快堆”中用的核燃料是钚一239。：钚一239发生裂变反应放出来的快中子，会被装在反

应区周围的铀一238吸收，又变成钚一239。就是说在核锅炉中一边“烧”掉钚一239，又一边使

铀一238转为成新的钚一239，而且新产生的钚一239比“烧”掉的还多。这就使“快堆”的燃料

越烧越多。

“快堆”增殖核燃料把铀资源的利用率提高了50—60倍。一座快堆核电站，·在5—15年的

时间内可使燃料数量翻一番。“快堆”正好解决了热中子核反应堆产生的大量铀一238废料堆

积问题。通过建造快堆核电站，既能用铀一238发电，又能增殖燃料。因此“快堆”被人们称为

“明天的核电站锅炉”。

26．本文主要说明的对象是：

A．核反应堆B．锅炉

C．“快堆”D．铀

27．快堆的燃料能越烧越多的主要原因是哪个?

A．由于铀一235遇到中子就会产生裂变反应

B．由于钚一239能发生裂变反应，而产生大量的铀

C．由于钚一239裂变反应放出的快中子，能被铀一238吸收而变成新的钚一239

D．由于“烧”掉的钚少，而新产生的钚多

28，下面的说法中符合第一、第二两个自然段内容的一项是：

A．第一自然段主要说明“快堆”得名的原因

B．铀、钚在燃烧过程中不断增殖

C．“快堆”因其增殖迅速而得名

D．第二自然段中的“这种”指代增殖反应

29．下列说法中全都不符合本文内容的一组是：

①铀一238根本不能裂变，因而是废料

②在“快堆”中钚一239被置于反应区中

③“快堆”的增殖功能主要靠裂变反应

④变废为宝是“快堆”的功能之一

⑤在热中子反应堆中，中子数量多的铀同位素，能产生的能量也大

A．①②B．②③

C．③④D．①⑤

30．文中第一段①—④空中应填人的词是：

A．一般／因此／以至于／实际上

B．通常／所以／甚至／其实

C．不填／但是／简直／于是

D．通常／然而／简直／其实

阅读下面一段文字，完成31~35题。

大家都知道，计算机的记忆能力是十分惊人的，即便是关掉电源以后，该记住的也不会忘

记。这是芯片的功劳。但是，有了瓦伦的发明，电子配件也可以有计算机芯片般良好的记忆能

力了。当然，现在的蜂窝式移动电话和数码摄像机等电器中已经配有非易失性芯片，但是，制

造成本非常昂贵，同常规芯片相比，速度也很慢。瓦伦的芯片制造成本和平常芯片的一样低

廉，速度也同样快。1998年4月，第一批新型芯片正式问世。同计算机芯片相比，电子设备上

的芯片显得大多了，所以瓦伦戏称他的发明为“大象芯片”——他的发明和得奖完全是“意外之

财”：他们做试验时一时疏忽，把电路上的一个晶体管通了电，关掉电源后，晶体管内还带电。

以前从未注意到硅片做的晶体管还有这个特性，即便是注意到了，肯定也只是觉得好玩而已。

几周以后，在某次电子会议休会时，瓦伦提到了他试验室里好玩的事，有位同行脱口指出，那很

可能会解决非易失性记忆问题!

瓦伦才真意识到，好玩的东西有好大的市场潜力。

31．瓦伦发明的“大象芯片”，规范的称呼应该是下面中的哪一个?

A．电子芯片

B．非易失性记忆晶体管

C．瓦伦的芯片

D．非易失性芯片

32．“这个特性”指代什么?

A．晶体管内带电

B．硅片做的晶体管带电

C．晶体管烧热后带电

D．烧热后的晶体管，停电后还带电

33．“好玩的东西有好大的市场潜力”意思是：

A．计算机芯片与电子芯片比较，有其显著的优势

B．非易失性记忆游戏终于成功地付诸生产

C．瓦伦的新型芯片以价格低廉、速度迅捷赢得了市场

D．电子设备上的芯片比计算机芯片的优势明显

34．下列表述不符合文意的一项是：

A．“常规芯片”与“平常芯片”的含义不尽相同

B．文中的“新型芯片”“电子设备上的芯片”与“大象芯片”是指同一事物

C．新型芯片的成本与速度是瓦伦发明的意义之所在

D．成功孕于偶然，创造会在不经意中光顾，计算机芯片的发明就是这样

35．下列理解有误的一项是：

A．计算机的记忆功能取决于芯片

B．瓦伦的发明并不能获奖，所以获奖是一项“意外之财”

c．瓦伦在实验中把晶体管烧得过热是出于一时疏忽

D．瓦伦认为这种实验很好玩

阅读下面一段文字，完成36-40题。

利用生物技术手段借助萤火虫的发光基因，美国弗吉尼亚大学史蒂夫·凯博士领导的研究

小组鉴定出第一个植物生物钟基因。

长期以来，科学家们一直在探索植物周期行为——生理节律的奥秘。虽然这些行为与环

境条件有密切关系』口光照长短等，但植物学家一直认为生物钟是植物感知外界条件的决定因

素。要鉴定生理节律的生物钟基因，通常有两个关键问题：第一，生理节律能否被检测到，第

二，需要找到这种生理节律的异步个体。植物光合作用节律常规方法是难以检测到的，史蒂夫

·凯领导的研究小组借助茧火虫的发光基因；成功地解决了这一难题。

该研究小组把茧火虫的发光基因作为标记基因，使之与一种叫拟地南芥的植物的调控光

合作用基因相联。待植物萌发后，喷施一种能使茧火虫发光的化合物，结果每当拟南芥的生物

钟活化光合作用，幼苗便开始发光。这样就容易地检测出这种植物的光合作用节律。研究人

员发现，大多数拟南芥植株的光合作用周期为24小时，但其中有些植株的光合作用周期介于

21—28小时之间。通过正常植株(光合作用周期为24小时)和突变类型(周期介于21-28小

时之间)的遗传图谱比较，他们发现拟南芥控制光合作用的生物钟基因位于第五染色体上。生

物钟基因的发现，将有助于科学家深入了解植物是怎样调节其生理节律的。

36．第一段中提到“植物生物钟”，第二段提到“植物周期行为”、“生理节律”和“异步个体”。

对文中这四个概念理解正确的是：

A．四个概念完全相同

B．四个概念各不相同

C．前两个概念相同，后两个概念也相同

D．最后一个概念不同于前三个概念

37．对科学家能鉴定出生物钟基因的前提的分析，理解错误的一项是：

A．科学家已探索出植物生长的规律

B．用生物技术移植萤火虫的发光基因

C．有办法检测植物生理节律

D．找到了被检测植物的异步个体

38．以下四项是检测的四个过程，对过程叙说有误的一项是：

A．发光基因和调控光合作用基因相联

B．受检植物萌发后喷施能发光的化合物

C．生物钟活化光合作用，幼苗开始发光

D．检测出受检植物的光合作用节律

39．从全文看，对借助萤火虫基因的目的表述最恰当的一项是：

A．了解植物内部和外界变化的因果关系

B．检测植物生物钟基因

C．绘制植物的遗传图谱

D．断定生物钟基因的确切部位

40．以下说法不正确的一项是：

A。拟南芥的生物钟活化光合作用对研究起了很大的作用

o．正常植株和突变植株不同在于光合作用周期不一样

C．科学家还有待进一步深入了解植物是怎样调节其生理节律的

D．第一个植物生物钟基因已被鉴定出阅读下面的文字，完成41-45题：

下列植物生理的理论研究成果，是生物化学调控技术的依据。

(一)植物根茎叶的表面可以吸收具有生理活性的有机物质。这些物质一进入植物体内，

就可随维管束的筛管液流与导筛水流传布周身。植物的这种特性给农用药剂大开方便之门。

原来需要从根系吸收的矿质元素中，有些元素易被土壤固定，因而不容易被植物吸收利用，若

采用溶液喷射的根外追肥，就能解决这个问题。此外，农用药剂可以“内服”——注射法，并能

在体内转移与保留。一向“外敷”用作保护层的除害药剂，只能对覆盖的枝条有效，用量大、期

限短。二者比较起来，已不可同日而语。

(二)溶液培养植物成功，确定了营养代谢所需的水份与必需的矿质元素的性质和数量，成

为合理、定量灌溉与施肥的依据，并给无土栽培作出了榜样。自然资源在太阳的操纵下，不仅

供给植物生活的能量，还给植物个体发育提供必需的生态环境。再通过植物体内部的相互影

响，植物的遗传性状才能实现。植物为了维持生存，依靠感应性来适应气候中光、温和季节周

期的变化，以及逆境的胁迫。植物常在敏感部位受到刺激后，便发出信使在体内传递，影响效

应部位反应出来。研究发现，这些信使是激素一类的生物化学物质，它们的生理活性强、功能

各异，化学结合比较简单，可以人工模拟与批量合成。无论是内原激素，还是人工调节剂，在植

物上微量施用，就会启发显著的生理变化。

41．“根外追肥”的植物生理依据有哪些?选出判断正确的一项：

①农用药剂具有生理活性，可以进入植物体内。

②植物根茎叶可以吸收喷洒在表面的农用药剂。

③植物体内筛管液流、导筛水流遍布于各部位。

④不需要根系吸收，可防止土壤固定某些元素。

⑤农用药剂进人植物体，可经维管束传布周身。

A．①⑤B．②⑤

C．②④D．③④

42．对“溶液喷射”可“传布周身”与“外敷”“只能对覆盖的枝条有效”这一说法，解释不恰当

的一项是：

A．使用的农用药剂未必相同。

B．前者针对“根系吸收”而言，后者针对“内服”而言。

C．是两种不尽相同的操作。

D．使用的农用药剂配制的浓度未必相同，后者浓于前者。

43．“自然资源在太阳的操纵下”指的是：

A．水分、矿质元素在日照下产生能量，造成特定环境。

B．气候中，光、温和季节周期性的变化。

C．植物从日照中获得能量和必需的生态环境。

D．日照对植物实现遗传性状所具有的决定性的作用。

44．“就会启发显著的生理变化”，“生理变化”指的是：

A．植物体内部的相互影响以实现遗传性状。

B．植物为了生存，适应环境的变化与胁迫。

C．植物的敏感部位发出的信息在体内传递。

D．植物的某些部位接受刺激发生的反应效应。

45．文中“信使”的功能和特性有：

①激素一类的生物化学物质

②化学结构复杂

③可以人工模拟与批量合成

④生理活性强、功能各异

A．①③④B．②③④

C．①②④D．①②③

参考答案

第一部分

1．A2．B3．D4，B5．C6．B7．B8．B9．C10．B

11．B12．C13．C14．D15．A

第二部分

16．C17．C18．B19．C20．B21．B22．B23．C24．B25．C

高能物理范文篇7

关键词：物理教学改革；基本功训练；创新精神；内容现代化；硬科学

围绕物理课程改革，中国物理学会前两届教学委员会曾举办过一系列研讨会.第一次1992年11月在重庆，主题是基础物理教学的现代化问题；第二次1995年4月在合肥，主题是物理教育与科学素质培养.后来，1997年在无锡、1998年在南昌，又举办过两次会议，物理教学的改革一步步地深化.新情况下有新问题，下面仅就我近来想到的、听到的，和被问到的问题，发表一些个人看法.

1基本功的训练永远不可少

我们曾多次引用杨振宁先生的观点：中美传统教育方法的区别之一是中国教育按部就班、严谨认真，而美国的教育是渗透式的，允许跳跃.物理学是一门严谨的科学，基本概念、基本原理和基本技能等基本功的训练，永远是物理课程的核心，也是我国物理教学的优良传统，舍此谈不上什么科学素质教育.在我国传统的物理教学中适当地引进渗透式的教学方法，作一定程度的跳跃，可使学生不过分地依赖教师，有利于激发他们的独立思考和创新精神.我们赞同杨先生看法：中美双方教育传统的长短是互补的，若能将二者和谐地统一起来，在教育上将是一个有意义的突破.然而，对我国物理教育传统施行伤筋动骨的手术，必须慎重.

2内容现代化不能只是新闻报道

20世纪科学突飞猛进，新技术层出不穷，令人目不暇接，眼花缭乱.物理教学要富有时代感，但不能流于新闻式的报道，而应讲出其中的物理内涵.近代物理的理论基础是相对论和量子力学，物理课中介绍现代科技成果时，应突出它们的近代物理原理.

3科学教育不能“软化”

自然科学都是严谨的“硬科学”，物理学尤其如此.对青少年进行硬科学教育，对他们科学素质的培养，是必不可少的.对于一个社会来说，普通国民受到扎实的硬科学教育，且不说对提高生产率和发展经济有利，对各种迷信和邪教的抵御能力也会大大增强.今年8月在桂林召开的“‘99国际物理教师学术交流会”上日本代表汇报了日本文部省(即教育部)的决定，将中学的物理、化学、生物、地学等科目合并为一门“综合理科”课，总课时大幅度地压缩，因而课程内容也大幅度地删减.例如，物理课程大纲中只保留了“能量”的概念，将“功”和“功率”砍掉.会上各国代表听了为之一震.欧洲物理学会的代表说，这种将科学教育“软化”的趋势在世界上有一定的普通性，其实质是使国民教育廉价化.公务员之家

4如何看“综合”

据说“综合”有利于培养学生的创新能力.不错，现代的自然科学(物理学、化学、生物学、天文学、地质学、地理学)是从古希腊的自然哲学分化出来的，当前又呈现综合起来的趋势.当初的分化标志着认识的深化，现在的综合标志着进一步的深化，即所谓认识的螺旋式上升.目前许多综合性的学科，如材料科学、环境科学、分子生物学等，培养人才的一般模式，是本科仍按传统学科分科培养，在研究生阶段进行综合.这是有道理的，否则在低层次上“综合”，会造就出一批“万金油”式的毕业生，他们什么都知道一点，但哪门也不精通.这样的人在综合性学科的攻坚战中是很难动“真格”的.其实一门精通，才能触类旁通.

5要不要“破体系”

有人说：生物课过去的体系是“门、纲、目、科、属”，现在改为“器官、细胞、蛋白质、DNA”，体系大变；而物理课的体系过去是“力、热、电、光、原子”，现在仍是“力、热、电、光、原子”，体系该破了.我们认为，“体系”是形式，形式应服从内容.教学改革应以课程内容的改革为核心，“体系”破不破，是教学内容改革的结果，“破体系”不能作为教学改革的目标和出发点.“”、“文化革命”时代的教训，我们这一代人记忆犹新.

高能物理范文篇8

1基本功的训练永远不可少

我们曾多次引用杨振宁先生的观点：中美传统教育方法的区别之一是中国教育按部就班、严谨认真，而美国的教育是渗透式的，允许跳跃。物理学是一门严谨的科学，基本概念、基本原理和基本技能等基本功的训练，永远是物理课程的核心，也是我国物理教学的优良传统，舍此谈不上什么科学素质教育。在我国传统的物理教学中适当地引进渗透式的教学方法，作一定程度的跳跃，可使学生不过分地依赖教师，有利于激发他们的独立思考和创新精神。我们赞同杨先生看法：中美双方教育传统的长短是互补的，若能将二者和谐地统一起来，在教育上将是一个有意义的突破。然而，对我国物理教育传统施行伤筋动骨的手术，必须慎重。

2内容现代化不能只是新闻报道

20世纪科学突飞猛进，新技术层出不穷，令人目不暇接，眼花缭乱。物理教学要富有时代感，但不能流于新闻式的报道，而应讲出其中的物理内涵。近代物理的理论基础是相对论和量子力学，物理课中介绍现代科技成果时，应突出它们的近代物理原理。

3科学教育不能“软化”

自然科学都是严谨的“硬科学”，物理学尤其如此。对青少年进行硬科学教育，对他们科学素质的培养，是必不可少的。对于一个社会来说，普通国民受到扎实的硬科学教育，且不说对提高生产率和发展经济有利，对各种迷信和邪教的抵御能力也会大大增强。今年8月在桂林召开的“‘99国际物理教师学术交流会”上日本代表汇报了日本文部省(即教育部)的决定，将中学的物理、化学、生物、地学等科目合并为一门“综合理科”课，总课时大幅度地压缩，因而课程内容也大幅度地删减。例如，物理课程大纲中只保留了“能量”的概念，将“功”和“功率”砍掉。会上各国代表听了为之一震。欧洲物理学会的代表说，这种将科学教育“软化”的趋势在世界上有一定的普通性，其实质是使国民教育廉价化。

4如何看“综合”

据说“综合”有利于培养学生的创新能力。不错，现代的自然科学(物理学、化学、生物学、天文学、地质学、地理学)是从古希腊的自然哲学分化出来的，当前又呈现综合起来的趋势。当初的分化标志着认识的深化，现在的综合标志着进一步的深化，即所谓认识的螺旋式上升。目前许多综合性的学科，如材料科学、环境科学、分子生物学等，培养人才的一般模式，是本科仍按传统学科分科培养，在研究生阶段进行综合。这是有道理的，否则在低层次上“综合”，会造就出一批“万金油”式的毕业生，他们什么都知道一点，但哪门也不精通。这样的人在综合性学科的攻坚战中是很难动“真格”的。其实一门精通，才能触类旁通。

5要不要“破体系”

有人说：生物课过去的体系是“门、纲、目、科、属”，现在改为“器官、细胞、蛋白质、DNA”，体系大变；而物理课的体系过去是“力、热、电、光、原子”，现在仍是“力、热、电、光、原子”，体系该破了。我们认为，“体系”是形式，形式应服从内容。教学改革应以课程内容的改革为核心，“体系”破不破，是教学内容改革的结果，“破体系”不能作为教学改革的目标和出发点。“”、“文化革命”时代的教训，我们这一代人记忆犹新。

高能物理范文篇9

一、易学自然观

《周易》包括《易经》和《易传》两部分，实际上是上古巫文化化出的符号、周初时期占筮验词集锦和战国末年理性诠释的统合。作为《易传》的十篇释文已经完全脱离卜筮，建立起一套以阴阳为纲阐释变化的理论体系。汉兴，《周易》作为官学传习和研究的对象，被尊称为“五经”之首；汉易已经纳入阴阳五行学说，隋唐时期易学即以其理性向科学领域渗透；进而逐渐形成以符号系统与以阴阳为纲纪相结合的范畴体系和理论结构。

易学对宇宙的基本观点是：阴阳相涵相因、流变会通，构成一个合谐互补的有机整体。

张立文教授在《王船山易学思想略论》中指出：船山的本体哲学，统体会通于和合。所谓和合者，就是“阴阳未分，二气合一，氤氲太和之真体”。《易传》有言“形而上者谓之道，形而下者谓之器”，作者认定道器是虚实范畴，虚与实的主要差异在于隐与显。“形而上者是隐也”，隐不是无，而是潜在，是形而下所以存在的根据。“形而下者是显也”，指有形质的东西，“即形之成乎物而可见可循者也”。即此可知，显指可见可循的事物和现象，隐指寓于“器”而起作用的现象背后更本质的东西；而隐又不是虚无，“道不虚生，则凡道皆实也”。从而推定道乃实存之体，得出道器交与为体、相涵相因、流变会通的两系统结构论。道和器的关系究竟如何？就逻辑上讲，“形上者乃形之所自生”，因为凡器皆有形，由“形”逻辑上得出对应于“形下”必然存在着“形上”。就二者的主从关系讲，“当其未形而隐然有不可喻之天则，天以之化”，依此概括二者的关系为：道是器存在的依据；道通过器而表现自己，一切显性的运动变化之因皆源之于道。再就孰先孰后的角度讲，是“理不先而气不后”，二者既不存在先后、本末之别，也就从根本上排除了天理、神创的观念。张教授立足于人文（兼及自然）阐述问题，认为“王船山道器、气关系，充分体现和贯彻了《周易》和合人文的精神”，本文专门讨论自然而不涉及人文。依据形上学本体哲学，自然界的物理客体应该分两类，即“形之已成乎物”和“未形”，二者的本质区别在于形下之“显”和形上之“隐”。

小结：易学自然观是两系统结构论。从静态角度讲，“万物（包括宇宙自身）负阴而抱阳，冲气以为和”；从动态角度讲，“阴变阳，阳变阴，其变无穷”。所谓的易，就是讲阴阳变化之理的学问，即“易以道阴阳”。

二、两种物理学理论

高能物理范文篇10

关键词啁啾脉冲放大,粒子云,正电子发射层析术,库仑爆炸

1什么是激光核物理

最近十年中,激光技术有了显著的进展,激光强度已超过1022W/cm2,激光的电场强度达到3.8×1012V/cm,比氢原子中电子玻尔轨道上的库仑场大759倍,相当于在原子大小上相应加上约40kV的电压,在原子核大小上相应加上约0.38V的电压,在这种很强的电场作用下,所有的原子都会在极短的时间内被电离,产生从几个MeV到几百MeV的质子,几十MeV到GeV的电子和其他粒子,以及韧致辐射和中子,这些粒子可以产生核反应,打开了核物理以及非线性相对论光学研究的新领域[1—3].

在今后的十年中,激光强度可能会提高到1026—1028W/cm2,这样高强度的激光可以将粒子加速到1012—1015eV,并将成为研究粒子物理､引力物理､非线性场论､超高压物理､天体物理和宇宙线研究中的一个有力工具[1].

超高功率超短脉冲激光技术的发展,在实验室中创造了前所未有的极端物态条件,如高电场､强磁场､高能量密度､高光压和高的电子抖动能量､高的电子加速度,这种极端的物理条件,目前只有在核爆中心､恒星内部､星洞边缘才能存在,在它和物质的相互作用中,产生了高度的非线性和相对论效应,产生了崭新的物理学领域,也为多个交叉学科前沿研究领域带来了历史性的机遇和拓展的空间.

2国内外研究现状

当前国际上已经在一些实验室中建立了几十TW到几个PW的激光系统,在上世纪80年代中期,以前激光的强度长期停留在1014W/cm2左右,这是由于非线性吸收效应随着激光强度的增加而迅速增强,在80年代中期之后,由于采用了啁啾脉冲放大技术(chirpedpulseamplification,CPA),激光强度提高了6—7个数量级,在CPA技术中,一个飞秒或皮秒的脉冲通过色散的光栅对在时间尺度将它展宽了3—4个数量级,这样就避免了放大器的饱和以及在很高强度时由于非线性效应产生的光学放大器件的损伤,在经过放大以后,再由另一光栅对将脉冲宽度压缩回到飞秒或皮秒宽度,以获得1019W/cm2到1022W/cm2的靶上功率密度.CPA超短脉冲TW的激光装置在法国光学应用研究所､瑞典Lund大学､德国Mark-Plank研究所､德国Jena大学､日本JAERI和中国工程物理研究院､中科院上海光学精密机械研究所､中科院物理研究所､中国原子能科学研究院等都建有.日本原子能研究所采用变形镜和CPA相结合的技术,运用低f值的抛物面镜,将激光聚焦于1μm的斑点,可以进一步提高焦斑上的功率密度,但是由于放大介质的单位面积上的饱和能量通量和光学元件的损伤阈值的限制,单位面积上最大的光强度Ith=hν3σΔνac2,这个数值约为1023W/cm2.美国LLNL正在计划建造1018W(exawatt)和1021W(zettawatt)的激光装置,以期获得1026W/cm2—1028W/cm2的靶上功率密度.

高强度的激光可以引起许多核反应,当激光强度I>1018W/cm2时,在激光电场做抖动的电子能量达到0.511MeV,产生了相对论等离子体.运用强激光在等离子体中产生的尾场去加速电子,如用一台紧凑型的重复频率的激光器可以产生200MeV的电子.这种激光等离子体型的加速器具有比通常电子加速器高出1000倍的加速梯度,即达到GV/m.运用高强度､单次脉冲的激光也获得了100MeV的电子,并测量到它的韧致辐射.超短超强激光还可以产生质子束,并开始运用这些质子束产生正电子发射层析术(positronemissiontomography,PET)所需要的短寿命的正电子放射源,一种用激光来产生的小型化的和经济的质子产生器有望在未来用于质子治癌.运用超短超强激光直接产生正电子已在英国卢瑟福实验室开展,他们用重复频率的TW级的激光,打在高Z元素的靶上得到每脉冲2×107个正电子,它对于基础研究和材料科学很有用途.通过超短超强激光和氘团簇的相互作用,产生聚变反应的中子,其中子产额可以达到105中子/焦耳,激光产生中子的能量效率已达到世界上大型的激光装置的水平,它可以成为台面的中子源,由于其中子脉冲通量高,但总的中子剂量很小,适合于生物活体的中子照相和材料科学的研究.运用超短超强激光和氘化聚乙烯作用产生中子,Hilsher等人用钛宝石激光(300mJ,50fs,10Hz,1018W/cm2)轰击氘化聚乙烯靶,产生104中子/脉冲.运用超短超强的激光在相对论性的电子上的散射,产生几百飞秒､几十埃的硬X射线,可以用来研究材料和生命科学的一些问题,这种超快的硬X射线源对于研究一些高Z物质和时间分辨的超快现象具有重要的意义.超短超强激光所产生的高能电子,在物质中产生高能X射线,可以在裂变物质铀中引起裂变,并在裂变靶中探测到许多裂变产物.在激光的强度达到1028W/cm2时,电场强度只比Schwinger场(真空击穿场强)低一个数量级,在这样的场中,由于真空的涨落被激发,激光就有可能从真空中产生正负电子对,美国LawrenceBerkerly实验室在SLAC高能加速器上,用1018W/cm2的激光束和聚焦性能很好的46.6GeV的电子束相碰撞,产生了200多个正负电子对,这是由于在反向相碰的电子和激光中,从电子的坐标系来看,激光的场强增强了Lorentz因子倍,以至于可以远远地超过Schwinger场值,直接从真空中产生一些电子对.

3新的科学研究的内容,新的交叉点

3.1激光产生高能电子[4—7]

产生高能电子的机制有两种:第一种是在激光场作用下,电子做抖动运动,在激光强度I=1020W/cm2时,电子抖动运动能量能达到10MeV;第二种是由非线性效应所产生的能量比较高的部分.用300J,0.5ps的激光照射在厚的金靶上,测量到的电子能谱分布基本上由两个部分组成:一部分是由有质动力产生的,它的能量在20—30MeV以下,还有一部分就是由非线性效应产生的几十MeV以至100MeV以上的高能量的电子,并和粒子云(particleincell,PIC)的计算结果符合,目前加速电子最高能量已达1GeV.能散度可达3%.

当激光的强度增加时,光波的压力变得很大,光压推着电子往前走,光波就像一个光子耙将等离子体中的电子推到脉冲的前面积累,形成电子的“雪耙”(snowplow),在这种“雪耙”加速中,电子的动能得到增益.在综合了光压作用和激光场的作用后,计算得到在激光强度为I=1026W/cm2时,加速梯度可达200TeV/cm,如果加速长度达到1m,电子能量为2×1016eV,在I=1028W/cm2时,加速梯度可达2peV/cm,加速长度为1m时,电子能量为2×1017eV,可以用来研究高能物理中的许多问题.

3.2激光产生质子束[8,9]

在激光等离子体中,在I=1020W/cm2的情况下,加速质子的能量可以高达58MeV.加速梯度约为1MV/μm.质子被加速的距离只有60μm左右,如何增长加速距离成为非常重要的研究内容,加速质子的机制是相当复杂的,也提出了一些加速模型的设想.实验上的研究结果已显示它存在很好的应用前景.这表现在:

(1)激光能量转换成质子束能量的效率是高的,而且和激光的能量有关,在激光脉冲能量为10J､宽度为100fs时,转换效率为1%,当500J､500fs时,转换效率为10%,人们已经获得了1013质子/脉冲,质子脉冲宽度约1ps,相当于1025质子/秒,即1.6×106A的脉冲质子流.

从理论到实验应该研究如何进一步提高能量转换效率的问题,尤其是当激光能量进一步提高时,转换效率是否还继续上升.

(2)质子束的发散角比较小,观察到的横向发散角为0.5mm·mrad,比通常加速器上加速的质子束的发散角小.

(3)高能质子束的获得可能会在今后的十年中实现,按照Bulanov等人的计算结果,在I=1023W/cm2时,质子可以被加速到1GeV以上,在I=1026W/cm2和1028W/cm2时,质子能量可以达到100GeV和10TeV.

(4)目前已获得几十MeV的质子束,并已用于为PET产生18F等短寿命的正电子源,在英国Rutherford实验室的Vulcan装置上,在20分钟内制备了109Bq的18F源,已经可以用在PET上.

(5)产生200MeV的质子,并用于质子治癌,由于它在能量沉积上的优越性能,以及整个装置可以做得小,成本低,所以在治癌应用上很有发展前景,并可应用于中子照相.目前由激光加速产生的质子的能量分散度为17%.治癌应用要求能散度≤3%左右,因此减少能散度的工作在一些实验室正在进行中.

3.3激光产生中子[10,11]

超短超强激光加热氘团簇产生核聚变,已经产生了104中子/脉冲或105中子/焦耳,从激光的能量转换成中子的效率看,和美国LLNL上的大型激光器NOVA上的每焦耳激光的中子产额相当,比日本大阪大学的大型激光装置Gekko12上的数值大一个数量级,因此是一种很有发展前景的桌面台式的中子发生器,因为这种中子源的时间宽度只有1ps,是一个高中子通量的中子源,可用于材料科学和中子照相.

氘的团簇在吸收激光能量后要发生库仑爆炸,应该说到现在为止对于库仑爆炸的机理理解尚不非常清楚,尤其是团簇爆炸后产生的氘分子和氘的小团簇如何产生氘-氘的聚变反应也缺乏细致的了解,在进一步的改进方面,还有发展的余地,例如,如何采用多束的超短超强激光同时照射团簇,或用大于50T的脉冲磁场去推迟热等离子体的解体时间,以增加中子产额.

利用超短超强激光和氘化聚乙烯作用来产生中子,Hilsher等人用钛宝石激光(300mJ,50fs,10Hz,1018W/cm2)轰击氘化聚乙烯靶也产生了104中子/脉冲,大约每焦耳的激光产生3.3×104中子.Disdier等人用20J,400fs,5×1014W的激光辐照CD2靶,获得107中子,每焦耳激光产生了3.5×105中子,这是很高的中子产额,他们还要用500J,500fs,1pW的激光照射CD2,以获得更多的中子.

在激光辐照CD2平面靶时,除了要研究激光能量在CD2靶上的能量沉积的分布外,如何充分地利用沉积的能量是一个很重要的问题.沉积的能量有很大一部分要转变成等离子体的动能,在平面靶的情况下,如何设计靶面形状,以最大限度地使等离子体的动能对D-D反应做贡献.

3.4激光产生硬的超短(~100fs)X射线[12]

用超短超强激光(50mJ,0.5TW,100fs)和50MeV的电子束散射可以产生4nm,300fs的硬X射线,虽然转换效率不高,但产生的X射线强度可以在Si表面产生衍射峰,可以用来研究Si表面相变过程(从固相→熔化过程)的时间分辨的研究,也可以研究蛋白质折叠动力学,蛋白质的折叠时间为1ns,用300fs的硬X射线可用来了解它的折叠过程中的状态.

3.5激光产生正电子[13,14]

将具有几个MeV的电子,经过很好地准直后,射到一个高Z的靶上,通过Trident过程(Z+e-→Z′+2e-+e+)和Bethe-Heitler过程(Z+r→Z′+e-+e++r′)产生正电子,采用重复频率的超短超强激光和高Z靶的相互作用,每脉冲可以产生2×107个正电子,经过慢化后,储存在磁场中,它对于基础科学和材料科学的研究是很有用的.

4主要存在的问题和分析

这门新兴的交叉学科在国际上也只有十多年的历史,但发展十分迅速,搞激光技术和原子核物理的科学家们已经开始在一起召开学术研讨会,共同参加一些实验,由于它是一个新的生长点,发展比较快,也比较容易发现一些新现象,所以合作的积极性也在日益增长.随着超短超强激光技术的发展,在粒子加速､核物理､甚至粒子物理方面可以做出一些很好的工作来.我国发展的情况有些滞后,学科之间的交叉和合作还没有真正形成,学科之间的了解和交流还不够,因此只在交叉学科的边缘上做了一些工作,按照我国在激光技术和核物理方面的力量来说,都应该有可能做出更多更好的工作.目前具有超短超强激光装置的研究单位并不少,但将它们运行好,做出好的物理工作的成果并不多.

国内的情况也和国际上相似存在着一个问题,即搞强激光技术的专家和搞核物理和粒子物理专家之间的交流､讨论不够,这就会影响这一交叉学科的发展.

从强场物理到超短超强激光技术,到应用于各个领域,在世界上是基础科学和技术进步相互推动,相互作用的一个范例,基础研究的需求,以及光学科学的基础,非线性科学的基础,促进了超短超强激光技术的发展,而高强度激光的发展又为物理学的发展提供一个崭新的世界.

参考文献

[1]TajimaT,MourouG.PhysicalReviewSpecialTopics\|AcceleratorsandBeams,2002,5:037301

[2]MourouG,TajimaT,BulanovSV.ReviewsofModernPhysics,2006,78:309

[3]LeemansWPetal.NaturePhysics,2006,2:696

[4]ThomasKatsouleas.Nature,2004,431:515

[5]ManglesSPDetal.Nature,2004,431:535

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[11]ZweibackJetal.Phys.Rev.Lett.,2000,85:3640

[12]KmetecJDetal.Phys.Rev.Lett.,1992,68:1527