宇宙线研究进展课件.ppt

1、宇宙线研究进展几十年来，何先生一直以极大的热情，持续地关注和支持我国的宇宙线研究:研究方向的开拓,研究课题的建立,人员、经费,指导、鼓励.对宇宙线学科意义的重视,对相关学科之间深刻联系的洞察.宇宙线人们唯一可以获得的来自太阳系外的物质样品.宇宙线是微观粒子，属于“非常小”的微观世界；宇宙线来自宇宙空间，联系于“非常大”的宇观世界.天然地将非常小的世界与非常大的世界相联系.这一特质，决定了宇宙线研究所具有的生命力.近二十年，这一特质愈为充分地在宇宙线研究中显现.1912年发现.1912-30 初，早期的宇宙线研究阶段.地面上（大气层下）宇宙线的特性：强度随经度、纬度、方向、高度、时间等的变化.大

2、气层下宇宙线的现象学研究.30 初50 初，中期的宇宙线研究阶段.1932,e+1937,1947,、发现新粒子，了解电磁相互作用，了解弱相互作用，初步探索强相互作用.50 初，建造高能加速器成为必然趋势.以加速器实验为基础，粒子物理获得巨大发展.到70，电弱统一和QCD相继发展成熟，“粒子物理的标准模型”.标准模型又被随后几乎所有的新实验结果所证实.预言的一些粒子（除Higgs粒子）相继被发现.50 以后，宇宙线研究重点向两个方面转移：1.走向更高的能区 高于加速器能区的粒子相互作用研究,观测广延大气簇射,宇宙线能谱延续到1020eV以上.2.走向空间观测地外空间的宇宙线令人耳目一新.辐射带

3、、太阳风、太阳质子，宇宙线元素丰度，重核同位素，时钟同位素,等.日地空间环境，太阳宇宙线，银河宇宙线的起源、加速和传播.到上一世纪80 初，宇宙线的观测和研究大致经历了:地面宇宙线现象学;发现新粒子，了解粒子相互作用;超高能宇宙线作用;日地空间、太阳宇宙线、银河宇宙线.八十年代初以后：超过标准模型的粒子物理和宇宙学的结合.两个方面的动因：一、粒子物理的最新发展在“非一般物理条件下”，需要新的理论；具有更大对称性的理论，更大范围力的统一的理论.大统一、超对称、弦理论等.对其检验和甄选，很难再依靠加速器实验，而非加速器实验（其中许多是宇宙线实验）则可以提供不可替代的机会.二、宇宙学的最新进展热大爆

4、炸宇宙学的成功.粒子物理新理论预言的所有粒子，所有相互作用在早期宇宙的极高温条件下都曾存在.在宇宙膨胀、温度降低、在相应的对称性破缺的相变中，相应的粒子就可能保留下来，稳定的粒子就可能存活到今天，成为今日宇宙线的一个组分.80以后，近期的宇宙线研究主要的物理目标：寻找暗物质粒子，寻找反物质粒子，寻找质子衰变信号和磁单极子，寻找恒星塌缩中微子，观测太阳中微子、大气中微子，极高能量的宇宙线，具体的宇宙线源,等.重要研究的结果有：SN1987A中微子，第一次观察到恒星塌缩中微子；太阳中微子和大气中微子的观测，中微子振荡的证据；1020eV累积了20个事例，引发了十分活跃的物理研究；在TeV能区，确认

5、了十来个银河的和河外的高能粒子源.已经(或正在)建造一系列大型、精密的宇宙线观测设备，具代表性的如：地下 8 万吨水契仑可夫探测器；3000 km2 的广延大气簇射阵列；大型精密空间磁谱仪；大气契仑可夫成像望远镜阵列；250 kg 高纯NaI暗物质探测器;等.正在筹建的具代表性的如：ICEcube，1 km3 冰契仑可夫探测器；OWL和EUSO，覆盖10万 km2面积的极高能宇宙线探测器;地中海和贝加尔湖的深水契仑可夫探测器;等.前所未有地，天文学的发现极大地影响着粒子物理的前沿研究；前所未有地，粒子物理的建树极大地影响着天体物理及宇宙物理的进展；大自然的两个极端，非常大的宇观世界和非常小的微观世界，所提出的问题缠绕在一起。宇宙线研究，既具有联系着两个世界的特质，定会继续发挥重要的作用。祝何泽慧先生健康长寿！