探索宇宙的途径（下）

来自宇宙深处的天体使者——宇宙线 上篇提及的观测对象都是电磁波,而宇宙射线（简称宇宙线）是来自宇宙深处的物质粒子,包括各种原子核和孤单的电子。各种原子核约占宇宙线总量的99%,电子约占1％。在多种原子核宇宙线中,约90％为质子（氢原子核）,α粒子（氦原子核）约占9％,各种重元素原子核约占1％。另外,还有极少量的正电子和反质子。     

漫谈粒子和宇宙（二）

发现电子的故事 自从英国科学家道尔顿（J．John Dalton,1766～1844）创立化学原子学说后很长时间内,人们都认为原子就是最基本的粒子,即把原子看成是“绝对不可再分”的像一个小得不能再小的实心球。直到19世纪末,道尔顿的原子绝对不可再分的观点终于被动摇了,这起因于1879年英国物理学家威廉·克鲁克斯（1832-1919）在高真空放电管中发现了一种带负电的微粒流——“阴极射线”。     

创建大爆炸宇宙学说的故事(下)

第二个“大爆炸”模型 宇宙学下一步的进展,可以说与第二次世界大战末期原子弹的诞生与发展有关。当粒子互相碰撞聚合形成更重的原子核时,原子弹爆炸的威力是惊人的。伽莫夫(George Gamow,1904-1968)是参与制造原子弹工作的重要人物之一,在极高能量下新元素的产生引起了他的兴趣,他考虑当宇宙诞生时,有无可能产生类似于原子弹爆炸的情况发生。 伽莫夫,1904年诞生在俄国的奥德萨,13岁生日     

太阳风电子动力学不稳定性

电子是太阳风粒子中最为重要的组分之一,它可以通过多种机制对太阳风产生影响.太阳风中的电子通常具有温度各向异性和束流两种非热平衡分布特征,这些偏离热平衡分布的特征可以通过波粒相互作用激发电子不稳定性和等离子体波动,激发的等离子体波动又可以通过波粒相互作用调制太阳风粒子的分布,从而加热太阳风中的背景粒子.因此电子动力学不稳定性在太阳风的演化过程中扮演了极为重要的角色.详细介绍了太阳风中常见的电子动力学不稳定性,并基于等离子体动力论,详细介绍太阳风传播过程中所出现的各种不稳定性,尤其是在近日球层和太阳大气区域所出现的电子声热流不稳定性以及低混杂热流不稳定性,并分析其波粒相互作用机制,以便更加深入地研究太阳风传播过程中的电子分布函数演化.     

暗物质空间探测器BGO量能器的读出设计

暗物质空间探测器是中国科学院紫金山天文台暗物质空间天文实验室提出的,其目的是为了探测暗物质粒子湮灭可能产生的高能电子和伽玛粒子.整个探测器主要由BGO(Bismuth germanate,锗酸铋)高能图像量能器和闪烁体径迹探测器构成.探测器的能量探测范围将覆盖10 GeV到10 TeV的高能电子和伽玛粒子,其中高能粒子的能量主要沉积在BGO量能器中.为了验证探测器方案,紫金山天文台暗物质空间天文实验室设计了暗物质空间探测器BGO量能器的读出系统原型,并对其进行了初步的测试.     

暗物质——我们究竟知道些什么？

神秘而不可见的物质维系着宇宙,使我们生存的世界免于分崩离析,但它们到底是什么？ 宇宙并不遵循“所见即所得”的原则。事实上,我们所看到的物质——恒星、气体和尘埃——仅仅占据了宇宙物质质量的10％左右。这些可见的普通物质由质子、中子和电子组成。科学家们把它们称为“重子物质”,因为质子和中子在亚原子粒子中被称为“重子”。宇宙物质的其余90％则是“暗物质”,它们包围着宇宙中的每一个星系。     

恒星内部电荷屏蔽对电子俘获反应的影响

本文分析了在恒星环境下，电荷强屏蔽对原子核电子俘获反应的影响，分析中忽略了电荷屏蔽对核跃迁矩阵元的影响．作为例子，分别讨论了电荷屏蔽对核素33S、30P和57Fe的电子俘获率的影响．结果表明：在较低温度和较高密度下，由于电荷屏蔽，其电子俘获率相对于无屏蔽情形有明显降低，这可能对恒星晚期演化和超新星爆发理论带来明显的影响．     

恒星内部电荷屏幕对电子俘获反应的影响

本文分析了在恒星环境下，电荷强屏蔽对原子核电子俘获反应的影响，分析中忽略了电荷屏幕对核跃迁矩阵元的影响。作为例子，分别讨论了电荷屏蔽对核素＾３３Ｓ、＾３０Ｐ和＾５７Ｆｅ的电子俘获率的影响。结果表明：在较低温度和较高密度下，由于电荷屏蔽，其电子俘获率相对于无屏蔽情形有明显降低，这可能对恒星晚期演化和超新星爆发理论带来明显的影响。     

暗物质粒子探测卫星中子探测器的GEANT4模拟

近几十年暗物质研究已逐渐成为天文学研究的重要领域之一,相关理论研究和试验项目日新月异,中国的暗物质粒子探测卫星正是在此背景下提出的.由于暗物质粒子探测卫星的探测对象涉及高能电子,为了减少其他带电粒子(主要是质子)被误认为是电子的事件率,必须采用适当的方法区分质子和电子.实验表明高能质子在BGO(锗酸铋)量能器内发生的强子簇射与电子在BGO量能器内发生的电磁簇射有明显的区别,且强子簇射通常伴随着大量的次级中子产生,通过测量BGO量能器底部出射的次级中子信号和入射粒子在BGO量能器中簇射的形状可以有效区分入射到BGO量能器的粒子是质子还是电子.介绍了暗物质粒子探测卫星中子探测器的构成以及探测原理,利用GEANT4软件,模拟了特征能量的质子和电子在中子探测器中产生的信号,并且总结出了中子探测器在不同电子接收效率情况下的电子、质子区分能力.     

漫谈太阳系大家庭（二）

木星 木星是太阳系中体积最大自转最快的大行星,亮度很高,仅次于金星。木星质量很大,是太阳系其他星体加在一起的2．5倍。古罗马人以罗马神话中的众神之王朱庇特为它命名,在中国人们称它为“岁星”,因其绕行天球一周12年,与地支相同之故。     

磁重联电流片的参数变化对电子加速的影响

通过采用试验粒子的方法,研究了在有引导磁场Bz存在的磁重联电流片中,电子被super-Dreicer电场Ez加速后的运动特征.首先,考虑了引导磁场恒定且与电场有不同方向时对粒子加速的影响.在这种情况下,Bz方向的改变直接改变了电子的运动轨迹,使其沿着不同的路径离开电流片.在Bz和Ez同向时,高能电子的pitch-angle接近于180°.然而,当2者反向时,高能电子的pitch-angle接近0°.引导磁场的取向只是使电场有选择地对不同区域的电子进行加速,不会最终影响电子的能量分布,最终得到的能谱是普遍的幂率谱E-γ.在典型的日冕条件下, γ大约等于2.9.进一步的研究表明γ的大小依赖于引导磁场及磁重联电场的强弱,以及电流片的尺度.随后,也研究了包含多个X-点和O-点电流片中被加速粒子的运动特征.结果表明X-点和O-点的存在使得粒子被束缚在加速区并获得最大的加速,而且最终的能谱具有多幂率谱的特征.     

等离子体宇宙论简介

等离子体宇宙论简介许梅引言等离子体，一般指电离的气体，由离子、电子及未经电离的中性粒子所组成［注］；因正负电荷密度几乎相等，故从整体看呈现电中性。当原子受热到一定程度或受高于一定能量的Ｘ射线、Ｙ射线所照射时，电子将被“逐出”原子，这意味着：若一气体被...     

天狼空间站

近年来爱好者热衷大口径短焦距折射镜,一是大口径短焦距拥有携带操作便捷,能集中更大范围天空等优势;二是可能还有着追求时尚的心理。本人认为无论是“优势”还是“时尚”,都不应以过分牺牲像质作为代价,除非是单纯的寻彗者。实践证明同等口径、同等材质、同等结构时,“短焦”因相对口径所限,其像质是无法与“长焦”相比的,特别是边缘像差是无法解决的。     

高能中微子和极高能宇宙线起源天体的理论研究

<正>极高能宇宙线一般指来自地外的能量高于10~(18)电子伏特(eV)的高能质子与原子核,其起源的研究一直是高能天体物理和粒子天体物理领域的热点问题.近年随着一些大型探测器(如Pierre Auger天文台)的运行,极高能宇宙线的研究取得很大进展.然而由于极高能宇宙线事例相对较少及其在从源到地球传播过程中的复杂性(如与宇宙微波背景辐射以及磁场的作用),需要通过观测这些宇宙线在强子反     

夜黑佯谬与宇宙视界（一）

聊过了黑体,聊过了黑洞,现在我们来聊聊“黑夜”。“夜黑佯谬”是个老话题了,本刊也曾登出过多篇好文章来介绍或论述它。这次我们从一个全新的视角来考察这个佯谬。其实夜黑归因于字宙存在视界。而且像前两篇（黑体。既黑又不黑;黑洞的视界,既黑又不黑）介绍的一样,论述宇宙的视界也是既黑又不黑的,而且还要强调我们的宇宙既有粒子视界又有事件视界。     

尘埃彗尾的结构

本文以“三维的”粒子运动讨论了尘埃彗尾的结构,为了便于使用电子计算机和讨论各种μ值的粒子的运动,引入哈密顿积分 b,获得了以三维矢量和适用于各种μ值的开普勒运动的各个公式.考虑粒子的三维运动及其运动范围,使过近日点后的尘埃彗尾出现一“颈线结构”.利用此颈线解释向日尾并分析了其产生的可能性.最后给出了一种定量分析尘埃彗尾亮度分布的方法,本法的基本想法是在考虑有关粒子抛射的函数条件下,计算取样粒子的运动,并利用计数法求出其数密度.本文结果在所取函数条件下是一严格解.应用时,我们假定两函数N.(t_i),ψ(v;r,t)及 v_0的函数形式,以有关粒子性质的函数 f(r)为参量,分析了阿朗-罗兰彗星的尘埃彗尾(包括向日尾)的亮度分布(图14,15),并得到函数 f(r)(图16).     

修复后的“哈勃”状态良好

美国宇航局10月30日宣称,近期出现严重故障的哈勃太空望远镜,经过地面遥控抢修已重新恢复工作,并在网站上公布了哈勃“病愈”后发回的第一张星系照片。这张照片出自哈勃的2号宽视场行星照相仪,拍到的是一对通过引力作用相互绕行的星系。这对代号为“Arp147”的星系距离地球4亿多光年。这张照片说明2号宽视场行星照相仪的工作状态已经完全恢复,哈勃的数据传输也一切正常。     

BGO量能器大动态范围读出的线性标定系统的设计和实现

暗物质空间探测器是中国科学院紫金山天文台空间实验室提出的,其目的是为了探测暗物质粒子湮灭可能产生的高能电子和伽玛粒子.BGO量能器是暗物质粒子探测卫星主要载荷之一,高能粒子的能量主要沉积在BGO量能器中.为了使探测器覆盖5 GeV~10T'eV的探测范围,要求每个BGO探测单元具有约1.5×10~5的动态范围.为了对这一大动态范围的探测单元进行测试,提出一种比较简易的线性测试方法,并在实验室构建一个相应的测试系统,对BGO量能器探测单元读出系统的线性进行测试.测试结果表明BGO量能器探测单元读出的非线性度好于2.7%.     

水木清华天文版

“水木清华”是清华大学BBS站的名字,据说取自《诗经》“水清木华”之典。“天文版”则是这个BBS站里面的一个讨论区。 BBS是英文Bulletin Board System——公告牌系统(电子布告栏系统)的缩写。在WWW方式的冲击下,现在上网的人已经很少到BBS这种早期开发出来的网络系统中获取信息。相对于WWW方式;BBS方式的界面看起来很不舒服,就像一个字符终端,所有的信息表达只能通过ASCⅡ码来实现。但是BBS既然能够持续     

潇洒侃彗星(4)掀起彗星的盖头来

"星尘"项目设计者、喷气推进实验室资深研究员邹哲成功设计的一种介质——硅气凝胶网格,这是一种具有海绵状结构的超轻物质,其99.8%的体积是空的,其余0.2%由硅组成。它轻得"几乎可以在空中浮起来"。这样的物质"可以像拍苍蝇一样粘住和保存彗星物质粒子,而且不会影响粒子本身的特性,可以回到地球上研究"。