你了不了解天体粒子物理学？

发布时间：2022-12-08 09:42 所属栏目：16 来源：互联网

导读：天体粒子物理学，也称为粒子天体物理学，是粒子物理学的一个分支，研究天文学起源的基本粒子及其与天体物理学和宇宙学的关系。它是在粒子物理学、天文学、天体物理学、探测器物理学、相对论、固态物理学和宇宙学的交叉点出现的一个相对较新的研究领域。自200

　　天体粒子物理学，也称为粒子天体物理学，是粒子物理学的一个分支，研究天文学起源的基本粒子及其与天体物理学和宇宙学的关系。它是在粒子物理学、天文学、天体物理学、探测器物理学、相对论、固态物理学和宇宙学的交叉点出现的一个相对较新的研究领域。自2000年代初期以来，部分受中微子振荡发现的推动，该领域在理论和实验上都经历了快速发展。天体粒子物理学领域是从光学天文学发展而来的。随着探测器技术的发展，出现了更加成熟的天体物理学，它涉及多个物理学子课题，如力学、电动力学、热力学、等离子体物理学、核物理学、相对论和粒子物理学。粒子物理学家发现天体物理学是必要的，因为很难产生与太空中发现的粒子具有可比能量的粒子。例如，宇宙射线光谱包含能量高达1020 eV的粒子，其中大型强子对撞机发生的质子-质子碰撞能量约为1012电子伏特。

　　该领域可以说始于1910年，当时一位名叫TheodorWulf的德国物理学家在埃菲尔铁塔的底部和顶部测量了空气中的电离度，这是伽马辐射的指标。他发现，如果仅将地面源归因于这种辐射，则顶部的电离远比预期的要多。

　　奥地利物理学家维克多·弗朗西斯·赫斯假设一些电离是由天空的辐射引起的。为了捍卫这一假设，赫斯设计了能够在高空运行的仪器，并在高达5.3公里的高度进行了电离观测。从1911年到1913年，赫斯进行了10次飞行以细致地测量电离水平。通过先前的计算，如果地面源是辐射的唯一来源，他预计在500米以上的高度不会发生任何电离。然而，他的测量结果表明，尽管电离水平最初随着高度的增加而降低，但在某些时候它们开始急剧上升。在他飞行的高峰期，他发现电离水平比表面高得多。赫斯然后能够得出结论：“1936年获得诺贝尔物理学奖。1925年，罗伯特·密立根证实了赫斯的发现，随后创造了“宇宙射线”一词。

　　许多了解天体粒子物理学领域起源的物理学家更愿意将赫斯对宇宙射线的这一“发现”作为该领域的起点。

　　该领域未来的一项主要任务就是在工作定义之外彻底定义自己，并将自己与天体物理学和其他相关主题明确区分开来。

　　天体粒子物理领域当前未解决的问题包括暗物质和暗能量的表征。从WalterBaade和FritzZwicky开始对银河系和其他星系中恒星轨道速度的观测在1930年代，随着观察到的星系团中星系的速度，发现运动远远超过解释其动力学所需的可见物质的能量密度。自九十年代初以来，一些候选者被发现可以部分解释一些缺失的暗物质，但它们远不足以提供完整的解释。加速宇宙的发现表明，大部分缺失的暗物质以暗能量的形式存储在动态真空中。

　　天体粒子物理学家的另一个问题是，为什么当今宇宙中的物质比反物质多得多。重子发生是在早期宇宙中产生不等数量的重子和反重子的假设过程的术语，这就是为什么今天的宇宙是由物质构成的，而不是反物质。

（编辑：ASP站长网）