粒子探測(cè)緒論講解課件

粒子探測(cè)技術(shù)主講：汪曉蓮電話：3601178

輔導(dǎo)：達(dá)紅玉崔相利近代物理樓307、312高能物理實(shí)驗(yàn)室2008年9月8日12/21/20221中國科大汪曉蓮粒子探測(cè)技術(shù)主講：汪曉蓮電話：360117812/1本課主要內(nèi)容與特點(diǎn)內(nèi)容：以核物理與粒子物理實(shí)驗(yàn)為背景，介紹各種探測(cè)器的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)，包括：微觀粒子與物質(zhì)的相互作用和它們的探測(cè)原理，粒子探測(cè)器的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)據(jù)處理知識(shí)。介紹各種微觀粒子探測(cè)器：氣體探測(cè)器、半導(dǎo)體探測(cè)器、閃爍探測(cè)器、契倫柯夫探測(cè)器、氣體多絲室、各種徑跡探測(cè)器、粒子探測(cè)系統(tǒng)、各種磁譜儀（高能磁譜儀和重離子磁譜儀）等的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、主要特性、種類和應(yīng)用。特點(diǎn)：技術(shù)性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合12/21/20222中國科大汪曉蓮本課主要內(nèi)容與特點(diǎn)內(nèi)容：12/18/20222中國科大汪學(xué)習(xí)目的和意義培養(yǎng)掌握各種粒子探測(cè)技術(shù)的專門人才。了解掌握粒子與物質(zhì)相互作用的物理過程和基本規(guī)律，會(huì)使用各種探測(cè)器。掌握粒子測(cè)試系統(tǒng)的原理及組建。掌握大型高能粒子探測(cè)譜儀的構(gòu)成和工作原理。會(huì)設(shè)計(jì)研發(fā)新的粒子探測(cè)器。12/21/20223中國科大汪曉蓮學(xué)習(xí)目的和意義培養(yǎng)掌握各種粒子探測(cè)技術(shù)的專門人才。12/18學(xué)習(xí)方法和基本要求學(xué)習(xí)方法：理論聯(lián)系實(shí)際，認(rèn)真聽課，獨(dú)立完成作業(yè)，認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)?；疽螅赫莆蘸伺c粒子物理實(shí)驗(yàn)的基本概念，掌握粒子與物質(zhì)相互作用的基本規(guī)律，各種粒子被探測(cè)的基本原理。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，會(huì)選擇粒子探測(cè)器。確定采用的探測(cè)方法和技術(shù)，設(shè)計(jì)粒子探測(cè)系統(tǒng)，并給出探測(cè)系統(tǒng)原理方框圖。12/21/20224中國科大汪曉蓮學(xué)習(xí)方法和基本要求學(xué)習(xí)方法：12/18/20224中國科大評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和要求平時(shí)占30%，根據(jù)作業(yè)、堂上練習(xí)、堂上提問、討論、小論文等綜合給分。作業(yè)每次留，一周交一次?？荚囌?0%本科生實(shí)驗(yàn)單獨(dú)計(jì)分，研究生實(shí)驗(yàn)視安排情況而定。實(shí)驗(yàn)要求認(rèn)真預(yù)習(xí)，寫出預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，合作完成實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。12/21/20225中國科大汪曉蓮評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和要求平時(shí)占30%，根據(jù)作業(yè)、堂上練習(xí)、堂上提問、主要參考書及有關(guān)學(xué)術(shù)刊物《粒子探測(cè)器與數(shù)據(jù)獲取》有關(guān)章節(jié)

高能物理所謝一岡等編著《粒子物理實(shí)驗(yàn)方法》有關(guān)章節(jié)

唐孝威院士等編著NuclearInstrumentsandMethodsinPhysicsResearchAAnnualReviewofNuclearScienceIEEETransactionsNuclearScience高能物理與核物理核技術(shù)核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù)12/21/20226中國科大汪曉蓮主要參考書及有關(guān)學(xué)術(shù)刊物《粒子探測(cè)器與數(shù)據(jù)獲取》有關(guān)章節(jié)12緒論宏觀物質(zhì)與微觀粒子（無窮大到無窮?。?026m到10-18m物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)：由原子到夸克夸克和輕子是物質(zhì)的最基本組成一、世界是物質(zhì)的12/21/20227中國科大汪曉蓮緒論宏觀物質(zhì)與微觀粒子（無窮大到無窮?。?026m到宇宙起源與演化生命起源及其本質(zhì)粒子物理與宇宙學(xué)：聯(lián)合與交叉同步輻射與中子散射:提供關(guān)鍵的研究手段物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)21世紀(jì)自然科學(xué)研究的三個(gè)最重要前沿物質(zhì)科學(xué)是一切現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)12/21/20228中國科大汪曉蓮宇宙起源與演化生命起源及其本質(zhì)粒子物理與宇宙學(xué)：同步輻射與中ElectroweakforceElectromagneticforceQEDWeakforceStandardmodelStrongforceQCDGravitationforcegeneralrelaticivityGalaxy1021mMatter10-1mCrystal10-9mAtom10-10mAtomnucleus10-14

mElectronNucleon10-15m<10-18mQuarkDNA10-8mStructureofMatter12/21/20229中國科大汪曉蓮ElectroweakforceElectromagnet

1.尋找構(gòu)成物質(zhì)世界的基本元素物質(zhì)無限可分？哲學(xué)命題與科學(xué)問題的區(qū)別同樣的問題,近似的理論哲學(xué)命題:思辯科學(xué)問題:定量(數(shù)學(xué)),實(shí)驗(yàn)粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型:一種能定量描述與解釋所有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理論類似于元素周期表：夸克模型12/21/202210中國科大汪曉蓮1.尋找構(gòu)成物質(zhì)世界的基本元素物質(zhì)無限可分？12/18/StandardModelTheStandardModelisthetheorydescribingtheinteractions(strong,electromagneticandweak)amongelementaryparticlesElementaryparticlescomeintwovarietiesFermions(quarks&leptons)andGaugeBosonsTheelectroweaksymmetryrequiresparticlestobemasslessmustbebrokenSMisagaugetheorywithsymmetrygroupsSU(3)CSU(2)LU(1)Y01Qeincreasinginmass12/21/202211中國科大汪曉蓮StandardModelTheStandardMo物質(zhì)之間已知的相互作用引力相互作用電磁相互作用弱相互作用強(qiáng)相互作用相互作用的傳播所有的相互作用均通過傳播子以光速傳播引力:質(zhì)量,引力子(?)電磁力:電荷,光子長程力，與作用距離平方成反比宏觀（經(jīng)典）作用力短程力，描述微觀物理、核物理、粒子物理現(xiàn)象，微觀(量子)作用力2.物質(zhì)之間的相互作用12/21/202212中國科大汪曉蓮物質(zhì)之間已知的相互作用長程力，與作用距離平方成反比短程力，描二、粒子探測(cè)技術(shù)隨著核物理與粒子物理的發(fā)展而發(fā)展人類對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)不斷深化，歸功于實(shí)驗(yàn)和理論的相互促進(jìn)，歸功于粒子加速器和粒子探測(cè)器的不斷建造和發(fā)展實(shí)驗(yàn)觀測(cè)儀器和粒子探測(cè)器的發(fā)明和發(fā)展，使對(duì)物質(zhì)世界的探索逐步走上現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的軌道12/21/202213中國科大汪曉蓮二、粒子探測(cè)技術(shù)隨著核物理與粒子物理的發(fā)展而發(fā)展人類對(duì)物質(zhì)世客體尺度與觀測(cè)手段12/21/202214中國科大汪曉蓮客體尺度與觀測(cè)手段12/18/202214中國科大汪曉蓮光學(xué)顯微鏡不能研究原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)!!!量子力學(xué)告訴我們粒子具有波動(dòng)性，波具有粒子性l=h/p用電子顯微鏡大型正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（LEP)曾是世界上最大的電子顯微鏡電子12/21/202215中國科大汪曉蓮光學(xué)顯微鏡不能研究原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)!!!量子力學(xué)告訴我們粒子1590年發(fā)明顯微鏡，觀察細(xì)菌、細(xì)胞1609年發(fā)明望遠(yuǎn)鏡，觀察天文（太陽、月亮、星星）1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線1896年Becquerel發(fā)現(xiàn)射線1897年J.J.Thomson發(fā)現(xiàn)電子1911年E.Rutherford和他的學(xué)生Geiger、Marsden發(fā)現(xiàn)粒子大角度散射1919年E.Rutherford發(fā)現(xiàn)質(zhì)子1919年F.Hess氣球?qū)嶒?yàn),1925年Millikan稱它作宇宙線1932年J.Chadwick發(fā)現(xiàn)中子原子核由質(zhì)子和中子組成。質(zhì)子,中子,電子組成了我們熟悉的物質(zhì)世界。1931-33年泡利，費(fèi)米對(duì)原子核的衰變譜的解釋：中微子(1956年實(shí)驗(yàn)證實(shí)）1932年Anderson發(fā)現(xiàn)正電子(e+)1935年H.Yukawa預(yù)言存在介子，M~1/7Mp1936年Anderson&Neddermeyer在宇宙線中發(fā)現(xiàn)“介子”（-輕子）1947年5月：Powell等發(fā)現(xiàn)了介子1947年12月：Rochester在宇宙線實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了V粒子（奇異粒子K）

1.一些重要?dú)v史事件12/21/202216中國科大汪曉蓮1590年發(fā)明顯微鏡，觀察細(xì)菌、細(xì)胞1.一些重要?dú)v史

1947年前，我們只知道很少的“粒子”，如質(zhì)子、中子、電子、μ子等，人們認(rèn)為這些粒子就是構(gòu)成物質(zhì)的最小單元，稱之為“基本粒子”。

此后，在宇宙線實(shí)驗(yàn)和粒子加速器實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了大量的粒子：π，π0，K，K0，K0，Λ，，Ξ，Δ…約幾百種。有的壽命很短，產(chǎn)生出來很快就蛻變成別的粒子。

問題：是不是這幾百種粒子都是“基本”的？王淦昌發(fā)現(xiàn)反西格瑪負(fù)超子1963年,根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),蓋爾曼等猜測(cè)這些粒子具有內(nèi)部結(jié)構(gòu),并給出了計(jì)算這些粒子質(zhì)量的公式蓋爾曼的夸克模型：共有三種夸克u,d,s

60年代中期,中國的粒子物理學(xué)家曾提出了層子模型。介子由（qq）構(gòu)成重子由（qqq）構(gòu)成+

(ud)質(zhì)子(uud)12/21/202217中國科大汪曉蓮1947年前，我們只知道很少的“粒子”，如質(zhì)子、中建立夸克模型的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn):電子轟擊質(zhì)子(1972)質(zhì)子并不是一個(gè)幾何點(diǎn)。它有大小，其半徑10-13cm，電荷就分布在這樣一個(gè)小空間范圍質(zhì)子內(nèi)部分布著大量的點(diǎn)電荷定量分析表明,質(zhì)子是由三個(gè)夸克組成1974年——丁肇中，B.Richter發(fā)現(xiàn)J/

粒子

這個(gè)介子壽命非常長。

→charm夸克(c)mc~1.5GeVJ/Ψ由(cc

)構(gòu)成。

1977年——L.Lederman發(fā)現(xiàn)(9.5GeV)

→Beauty(Bottom)(b)mb~5GeV(9.5)由(bb

)構(gòu)成1994年——Fermilab.CDF組發(fā)現(xiàn)Top夸克(t)

mt~176GeVee12/21/202218中國科大汪曉蓮建立夸克模型的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn):電子轟擊質(zhì)子(1972)質(zhì)子并不是粒子

原子核物理和粒子物理領(lǐng)域中的各種微觀粒子射線快速粒子束核輻射原子核自發(fā)放射各種射線的現(xiàn)象粒子質(zhì)量與能動(dòng)量的關(guān)系

或2.有關(guān)基本概念12/21/202219中國科大汪曉蓮粒子2.有關(guān)基本概念12/18/202219中國科大汪曉BasicConcepts:Energy12/21/202220中國科大汪曉蓮BasicConcepts:Energy12/18/20BasicConcepts:Energy12/21/202221中國科大汪曉蓮BasicConcepts:Energy12/18/20electron(energyU)U=1eV=1.6x10-19J(speedatpositiveplate18000km/s)1KeV=103eV1MeV=106eV1GeV=109eV1TeV=1012eVLEP=209GeVLHC=14TeV-+1Volt電子伏（eV）：電子經(jīng)過1伏電位差加速所得到的能量12/21/202222中國科大汪曉蓮electronU=1eV1KeV=1033.粒子源及種類輻射源天外的：宇宙射線天然的：自然界自然存在的放射性核素人工的：用加速器，反應(yīng)堆產(chǎn)生的放射性核素帶電粒子輻射：電子、重帶電粒子電磁輻射：X射線、射線中性粒子：中子、中微子、0等12/21/202223中國科大汪曉蓮3.粒子源及種類輻射源12/18/202223中國科大宇宙射線在大氣中的簇射射線在大氣中由碰撞產(chǎn)生一些新的粒子，如子，介子，奇異粒子等。但是并沒有觀測(cè)到物質(zhì)的更深層次的結(jié)構(gòu)。（原子，原子核，核子。）12/21/202224中國科大汪曉蓮宇宙射線12/18/202224中國科大汪曉蓮高能加速器和探測(cè)器

—高能物理研究的基本工具必要性：探索尺度越小，越需要高能加速器。（波長與能量成反比）產(chǎn)生新重粒子，需要更高能加速器。（E＝Mc2）模擬大爆炸瞬間的粒子狀態(tài)，需要高能重離子對(duì)撞機(jī)，以產(chǎn)生極高的溫度。加速器類型：一般加速器：加速單束帶電粒子。對(duì)撞機(jī)：兩帶電粒子束相撞，獲得更高的加速效率。分類:e+e-，ep，pp，，重離子—重離子。12/21/202225中國科大汪曉蓮高能加速器和探測(cè)器

—高能物理研究的基本工具必要性：12靜電加速器串列加速器12/21/202226中國科大汪曉蓮靜電加速器串列加速器12/18/202226中國科大汪曉直線加速器和回旋加速器12/21/202227中國科大汪曉蓮直線加速器和回旋加速器12/18/202227中國科大汪同步輻射加速器12/21/202228中國科大汪曉蓮?fù)捷椛浼铀倨?2/18/202228中國科大汪曉蓮對(duì)撞束12/21/202229中國科大汪曉蓮對(duì)撞束12/18/202229中國科大汪曉蓮12/21/202230中國科大汪曉蓮12/18/202230中國科大汪曉蓮世界上第一臺(tái)對(duì)撞加速器1960年意大利科學(xué)家陶歇克(B.Touschek)首次提出并在意大利的Frascati國家實(shí)驗(yàn)室建成了直徑約1米的AdA對(duì)撞機(jī)，驗(yàn)證了原理，從此開辟了加速器發(fā)展的新紀(jì)元。

12/21/202231中國科大汪曉蓮世界上第一臺(tái)對(duì)撞加速器1960年意大利科學(xué)家陶歇克(B.To美國BNL的3.3GeVCosmotron12/21/202232中國科大汪曉蓮美國BNL的3.3GeVCosmotron12/18/2TevatronColliderFermilabTevatronCollider是目前世界上在運(yùn)行的最高能量的對(duì)撞機(jī)質(zhì)子，反質(zhì)子束流加速到900GeV，有兩個(gè)相互作用對(duì)撞點(diǎn)(CDFandD?)95年發(fā)現(xiàn)Top夸克12/21/202233中國科大汪曉蓮TevatronColliderFermilabTeva歐洲粒子物理研究中心12/21/202234中國科大汪曉蓮歐洲粒子物理研究中心12/18/202234中國科大汪曉CERNLEP正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)12/21/202235中國科大汪曉蓮CERNLEP正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)12/18/202235中國科4.六位獲諾貝爾獎(jiǎng)的粒子探測(cè)器大師C.T.R.Wilson發(fā)現(xiàn)通過蒸氣凝結(jié)觀察帶電粒子徑跡的方法和技術(shù)（1927年）P.M.S.Blackett發(fā)展Wilson云室技術(shù)，在核物理與宇宙線研究中做出貢獻(xiàn)（1948年）C.F.Powell發(fā)明乳膠技術(shù)，在宇宙線中發(fā)現(xiàn)介子（1950年）12/21/202236中國科大汪曉蓮4.六位獲諾貝爾獎(jiǎng)的粒子探測(cè)器大師C.T.R.WilsonD.A.Glaser發(fā)明氣泡室（1960年）L.W.Alvarez發(fā)展氫氣泡室及數(shù)據(jù)處理技術(shù)，發(fā)現(xiàn)大量共振態(tài)（1968年）G.Charpak發(fā)明多絲正比室并發(fā)展氣體絲室技術(shù)（1992年）12/21/202237中國科大汪曉蓮D.A.Glaser發(fā)明氣泡室（1960年）12/18/2三、高能物理實(shí)驗(yàn)加速器技術(shù)：能量越來越高，固定靶實(shí)驗(yàn)，對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)粒子探測(cè)器：時(shí)間響應(yīng)快，位置分辨高，能量分辨好讀出電子學(xué)：快速記錄海量的復(fù)雜事例標(biāo)準(zhǔn)快電子學(xué)插件的NIM系統(tǒng)CAMAC、VME總線系統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)：在線實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取、離線數(shù)據(jù)分析、事例重建、顯示、處理、傳輸大型綜合多粒子高能磁譜儀：通過測(cè)量粒子的電荷、能量、動(dòng)量、徑跡、飛行時(shí)間，進(jìn)而鑒別粒子，測(cè)量粒子不變質(zhì)量譜，發(fā)現(xiàn)新粒子。國際合作：十幾個(gè)國家和地區(qū)，幾十個(gè)科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)，幾百上千個(gè)科學(xué)家、工程師合作12/21/202238中國科大汪曉蓮三、高能物理實(shí)驗(yàn)加速器技術(shù)：能量越來越高，固定靶實(shí)驗(yàn)，對(duì)撞L3:發(fā)言人-丁肇中教授中國科大，中科院高能所，上硅所參加12/21/202239中國科大汪曉蓮L3:發(fā)言人-丁肇中教授12/18/202239中國科大三代輕中微子-LEP實(shí)驗(yàn)結(jié)果12/21/202240中國科大汪曉蓮三代輕中微子-LEP實(shí)驗(yàn)結(jié)果12/18/202240中國12/21/202241中國科大汪曉蓮12/18/202241中國科大汪曉蓮從LEP到LHC12/21/202242中國科大汪曉蓮從LEP到LHC12/18/202242中國科大汪曉蓮12/21/202243中國科大汪曉蓮12/18/202243中國科大汪曉蓮尚待解決的問題Higgs是否存在？超對(duì)稱粒子（*注）是否存在？膠子球存在的證據(jù)，四夸克態(tài)、五夸克態(tài)、六夸克態(tài)和奇特態(tài)的尋找。暗物質(zhì)粒子的探測(cè)（WIMP粒子的尋找）CP破壞的本質(zhì)是什么？粒子為什么有質(zhì)量？夸克、輕子是基本組元嗎？夸克、輕子只有三代嗎？*注：超對(duì)稱粒子是指夸克、輕子自旋為整數(shù)，傳播子自旋為半整數(shù)。12/21/202244中國科大汪曉蓮尚待解決的問題Higgs是否存在？12/18/202244中中微子振蕩的存在說明中微子有質(zhì)量，在標(biāo)準(zhǔn)模型框架中不能解釋?？淇?、膠子等離子體是否存在？為什么宇宙中物質(zhì)—反物質(zhì)是不對(duì)稱的？反物質(zhì)的尋找（AMS）是否存在標(biāo)準(zhǔn)模型之外的模型？

（標(biāo)準(zhǔn)模型遠(yuǎn)不能說完備，它有17個(gè)參數(shù)之多）12/21/202245中國科大汪曉蓮中微子振蕩的存在說明中微子有質(zhì)量，在標(biāo)準(zhǔn)模型框架中不能解釋。ATLASDetector:redpartwithChinesecontributionsChinesecontribution0.5%12/21/202246中國科大汪曉蓮ATLASDetector:redpartwithCMSDetector:Chinesecontribution1%IHEP－CSCPKU－RPC12/21/202247中國科大汪曉蓮CMSDetector:Chinesecontribu原子可以分離為電子，原子核，形成等離子體強(qiáng)色場(chǎng)隨著距離拉開能量增加E=mc2為了研究原子的結(jié)構(gòu)….我們可以將原子的組分分離原子核電子夸克真空中產(chǎn)生夸克－反夸克對(duì)質(zhì)子(被禁閉的夸克)

0介子(被禁閉的夸克)夸克禁閉在強(qiáng)子內(nèi):強(qiáng)作用力的特點(diǎn)，沒有自由夸克中性原子12/21/202248中國科大汪曉蓮原子可以分離為電子，原子核，形成等離子體強(qiáng)色場(chǎng)隨著距離拉開能產(chǎn)生和研究解禁閉的夸克－膠子系統(tǒng)NuclearMatter(confined)HadronicMatter(confined)QuarkGluonPlasmadeconfined!方法

加熱壓縮“夸克－膠子等離子體”LatticeQCDcalculations12/21/202249中國科大汪曉蓮產(chǎn)生和研究解禁閉的夸克－膠子系統(tǒng)NuclearMatter相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)(RHIC)RHICBRAHMSPHOBOSPHENIXSTARAGSTANDEMS1km1999年建成。它有兩個(gè)環(huán)（黃環(huán)和蘭環(huán)），周長3.8公里。12/21/202250中國科大汪曉蓮相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)(RHIC)RHICBRAHMSPHOBOHeavy-ionCollisionsRHICBNLAu+Auupto200GeV/n12/21/202251中國科大汪曉蓮Heavy-ionCollisionsRHICBNLAuHigh-energyNuclearCollisionsS.Bass

HadronizationandFreeze-outInitialconditionsInitialconditioninhigh-energynuclearcollisionsCold-QCD-matter,small-x,high-partondensity -partonstructuresinnucleon/nucleusPartonmatter-QGP-Thehot-QCDInitialhighQ2

interactionsHardscatteringproduction-QCDpredictionInteractionswithmedium-deconfinement/thermalizationInitialpartondensitytime12/21/202252中國科大汪曉蓮High-energyNuclearCollisions4DetectorsatRHIC12/21/202253中國科大汪曉蓮4DetectorsatRHIC12/18/2022NeighborCTBTrayEMCRailsFEEMRPCdesigndevelopedatCERN,builtinChinaPrototypeTrayConstructionatRiceUniversity

28MRPCDetectors;24madeatUSTCTheSTARBarrelTOF

MRPCPrototype

70ps,2meterpathCompletedPrototype28moduleMRPCTOFTrayinstalledinSTAROct.‘02inplaceofexistingcentraltriggerbarreltray12/21/202254中國科大汪曉蓮NeighborEMCFEEMRPCdesigndeve24USTCmodulesassembledinthetray(total28)

12/21/202255中國科大汪曉蓮24USTCmodulesassembledintTheSTARBarrelTOFMRPCPrototypePrototypemodulesmetallperformancespecsintheSTARenvironmentandproducedimportantphysicsonPID’dCroninEffectMRPCTOF+TPCcleane±IDdownto0.2GeV/c12/21/202256中國科大汪曉蓮TheSTARBarrelTOFMRPCProto可能的長遠(yuǎn)規(guī)劃項(xiàng)目極高能強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（VLHC)電子直線對(duì)撞機(jī)，NLC/JLCTESLA/CLIC（TeV)muon對(duì)撞機(jī)中微子工廠12/21/202257中國科大汪曉蓮可能的長遠(yuǎn)規(guī)劃項(xiàng)目極高能強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（VLHC)1RFPowerforaElectronAcceleratorElectronsinacircularacceleratorlooseenergydueto SynchrotronradiationUV,X-rayphotonsChargedparticleDE=4p/3(e2b3g4/R)perturn

=>DE

E4/m4(g

=E/m)LEPII:

DE=5.6GeV(2.8%perturn)Power~30,000kWCostscaling$Ecm212/21/202258中國科大汪曉蓮RFPowerforaElectronAcceleSolution:No

Bends

LinearColliderbang!e+e-10kmAccelerationgradientdeterminesthetotallengthofthelinac.Eg.fora25MV/mgradient(Tesla),linaclengthis10kmminimumfora250GeVbeam.10kmEcm=E++E-12/21/202259中國科大汪曉蓮Solution:NoBendsLinearColl12/21/202260中國科大汪曉蓮12/18/202260中國科大汪曉蓮TimeTableoftheFuture

InternationalLinearCollider2004:TechnologychoiceannounedinBeijingICHEP04 PhaseI:

Ecm=500GeV;PhaseII:Ecm=1000GeV2005:

ConceptualDesignReport

foracceleratorandtwodetectors.Costwillbedefined.$7-10BAccelerator+~10%detectors2007:

TDR

foracceleratorcompletedbyaninternationalteam.2008:

Siteselection

(Germany,U.S.?).

-Hostcountrypays~60%ofconstructioncost?-ToestablishanInternationalLCLabwithmemberstatescontributingtoitsoperation?2009:

TDRfortwoexperiments.Constructionstarts.............................................2015:Operationstarts.12/21/202261中國科大汪曉蓮TimeTableoftheFutureInter粒子探測(cè)技術(shù)主講：汪曉蓮電話：3601178

輔導(dǎo)：達(dá)紅玉崔相利近代物理樓307、312高能物理實(shí)驗(yàn)室2008年9月8日12/21/202262中國科大汪曉蓮粒子探測(cè)技術(shù)主講：汪曉蓮電話：360117812/1本課主要內(nèi)容與特點(diǎn)內(nèi)容：以核物理與粒子物理實(shí)驗(yàn)為背景，介紹各種探測(cè)器的基本概念和基礎(chǔ)知識(shí)，包括：微觀粒子與物質(zhì)的相互作用和它們的探測(cè)原理，粒子探測(cè)器的統(tǒng)計(jì)性質(zhì)和實(shí)驗(yàn)據(jù)處理知識(shí)。介紹各種微觀粒子探測(cè)器：氣體探測(cè)器、半導(dǎo)體探測(cè)器、閃爍探測(cè)器、契倫柯夫探測(cè)器、氣體多絲室、各種徑跡探測(cè)器、粒子探測(cè)系統(tǒng)、各種磁譜儀（高能磁譜儀和重離子磁譜儀）等的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、主要特性、種類和應(yīng)用。特點(diǎn)：技術(shù)性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合12/21/202263中國科大汪曉蓮本課主要內(nèi)容與特點(diǎn)內(nèi)容：12/18/20222中國科大汪學(xué)習(xí)目的和意義培養(yǎng)掌握各種粒子探測(cè)技術(shù)的專門人才。了解掌握粒子與物質(zhì)相互作用的物理過程和基本規(guī)律，會(huì)使用各種探測(cè)器。掌握粒子測(cè)試系統(tǒng)的原理及組建。掌握大型高能粒子探測(cè)譜儀的構(gòu)成和工作原理。會(huì)設(shè)計(jì)研發(fā)新的粒子探測(cè)器。12/21/202264中國科大汪曉蓮學(xué)習(xí)目的和意義培養(yǎng)掌握各種粒子探測(cè)技術(shù)的專門人才。12/18學(xué)習(xí)方法和基本要求學(xué)習(xí)方法：理論聯(lián)系實(shí)際，認(rèn)真聽課，獨(dú)立完成作業(yè)，認(rèn)真做好實(shí)驗(yàn)?；疽螅赫莆蘸伺c粒子物理實(shí)驗(yàn)的基本概念，掌握粒子與物質(zhì)相互作用的基本規(guī)律，各種粒子被探測(cè)的基本原理。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，會(huì)選擇粒子探測(cè)器。確定采用的探測(cè)方法和技術(shù)，設(shè)計(jì)粒子探測(cè)系統(tǒng)，并給出探測(cè)系統(tǒng)原理方框圖。12/21/202265中國科大汪曉蓮學(xué)習(xí)方法和基本要求學(xué)習(xí)方法：12/18/20224中國科大評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和要求平時(shí)占30%，根據(jù)作業(yè)、堂上練習(xí)、堂上提問、討論、小論文等綜合給分。作業(yè)每次留，一周交一次。考試占70%本科生實(shí)驗(yàn)單獨(dú)計(jì)分，研究生實(shí)驗(yàn)視安排情況而定。實(shí)驗(yàn)要求認(rèn)真預(yù)習(xí)，寫出預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，合作完成實(shí)驗(yàn)，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。12/21/202266中國科大汪曉蓮評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)和要求平時(shí)占30%，根據(jù)作業(yè)、堂上練習(xí)、堂上提問、主要參考書及有關(guān)學(xué)術(shù)刊物《粒子探測(cè)器與數(shù)據(jù)獲取》有關(guān)章節(jié)

高能物理所謝一岡等編著《粒子物理實(shí)驗(yàn)方法》有關(guān)章節(jié)

唐孝威院士等編著NuclearInstrumentsandMethodsinPhysicsResearchAAnnualReviewofNuclearScienceIEEETransactionsNuclearScience高能物理與核物理核技術(shù)核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù)12/21/202267中國科大汪曉蓮主要參考書及有關(guān)學(xué)術(shù)刊物《粒子探測(cè)器與數(shù)據(jù)獲取》有關(guān)章節(jié)12緒論宏觀物質(zhì)與微觀粒子（無窮大到無窮?。?026m到10-18m物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)：由原子到夸克夸克和輕子是物質(zhì)的最基本組成一、世界是物質(zhì)的12/21/202268中國科大汪曉蓮緒論宏觀物質(zhì)與微觀粒子（無窮大到無窮?。?026m到宇宙起源與演化生命起源及其本質(zhì)粒子物理與宇宙學(xué)：聯(lián)合與交叉同步輻射與中子散射:提供關(guān)鍵的研究手段物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)21世紀(jì)自然科學(xué)研究的三個(gè)最重要前沿物質(zhì)科學(xué)是一切現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)12/21/202269中國科大汪曉蓮宇宙起源與演化生命起源及其本質(zhì)粒子物理與宇宙學(xué)：同步輻射與中ElectroweakforceElectromagneticforceQEDWeakforceStandardmodelStrongforceQCDGravitationforcegeneralrelaticivityGalaxy1021mMatter10-1mCrystal10-9mAtom10-10mAtomnucleus10-14

mElectronNucleon10-15m<10-18mQuarkDNA10-8mStructureofMatter12/21/202270中國科大汪曉蓮ElectroweakforceElectromagnet

1.尋找構(gòu)成物質(zhì)世界的基本元素物質(zhì)無限可分？哲學(xué)命題與科學(xué)問題的區(qū)別同樣的問題,近似的理論哲學(xué)命題:思辯科學(xué)問題:定量(數(shù)學(xué)),實(shí)驗(yàn)粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型:一種能定量描述與解釋所有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的理論類似于元素周期表：夸克模型12/21/202271中國科大汪曉蓮1.尋找構(gòu)成物質(zhì)世界的基本元素物質(zhì)無限可分？12/18/StandardModelTheStandardModelisthetheorydescribingtheinteractions(strong,electromagneticandweak)amongelementaryparticlesElementaryparticlescomeintwovarietiesFermions(quarks&leptons)andGaugeBosonsTheelectroweaksymmetryrequiresparticlestobemasslessmustbebrokenSMisagaugetheorywithsymmetrygroupsSU(3)CSU(2)LU(1)Y01Qeincreasinginmass12/21/202272中國科大汪曉蓮StandardModelTheStandardMo物質(zhì)之間已知的相互作用引力相互作用電磁相互作用弱相互作用強(qiáng)相互作用相互作用的傳播所有的相互作用均通過傳播子以光速傳播引力:質(zhì)量,引力子(?)電磁力:電荷,光子長程力，與作用距離平方成反比宏觀（經(jīng)典）作用力短程力，描述微觀物理、核物理、粒子物理現(xiàn)象，微觀(量子)作用力2.物質(zhì)之間的相互作用12/21/202273中國科大汪曉蓮物質(zhì)之間已知的相互作用長程力，與作用距離平方成反比短程力，描二、粒子探測(cè)技術(shù)隨著核物理與粒子物理的發(fā)展而發(fā)展人類對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)不斷深化，歸功于實(shí)驗(yàn)和理論的相互促進(jìn)，歸功于粒子加速器和粒子探測(cè)器的不斷建造和發(fā)展實(shí)驗(yàn)觀測(cè)儀器和粒子探測(cè)器的發(fā)明和發(fā)展，使對(duì)物質(zhì)世界的探索逐步走上現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的軌道12/21/202274中國科大汪曉蓮二、粒子探測(cè)技術(shù)隨著核物理與粒子物理的發(fā)展而發(fā)展人類對(duì)物質(zhì)世客體尺度與觀測(cè)手段12/21/202275中國科大汪曉蓮客體尺度與觀測(cè)手段12/18/202214中國科大汪曉蓮光學(xué)顯微鏡不能研究原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)!!!量子力學(xué)告訴我們粒子具有波動(dòng)性，波具有粒子性l=h/p用電子顯微鏡大型正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)（LEP)曾是世界上最大的電子顯微鏡電子12/21/202276中國科大汪曉蓮光學(xué)顯微鏡不能研究原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)!!!量子力學(xué)告訴我們粒子1590年發(fā)明顯微鏡，觀察細(xì)菌、細(xì)胞1609年發(fā)明望遠(yuǎn)鏡，觀察天文（太陽、月亮、星星）1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線1896年Becquerel發(fā)現(xiàn)射線1897年J.J.Thomson發(fā)現(xiàn)電子1911年E.Rutherford和他的學(xué)生Geiger、Marsden發(fā)現(xiàn)粒子大角度散射1919年E.Rutherford發(fā)現(xiàn)質(zhì)子1919年F.Hess氣球?qū)嶒?yàn),1925年Millikan稱它作宇宙線1932年J.Chadwick發(fā)現(xiàn)中子原子核由質(zhì)子和中子組成。質(zhì)子,中子,電子組成了我們熟悉的物質(zhì)世界。1931-33年泡利，費(fèi)米對(duì)原子核的衰變譜的解釋：中微子(1956年實(shí)驗(yàn)證實(shí)）1932年Anderson發(fā)現(xiàn)正電子(e+)1935年H.Yukawa預(yù)言存在介子，M~1/7Mp1936年Anderson&Neddermeyer在宇宙線中發(fā)現(xiàn)“介子”（-輕子）1947年5月：Powell等發(fā)現(xiàn)了介子1947年12月：Rochester在宇宙線實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了V粒子（奇異粒子K）

1.一些重要?dú)v史事件12/21/202277中國科大汪曉蓮1590年發(fā)明顯微鏡，觀察細(xì)菌、細(xì)胞1.一些重要?dú)v史

1947年前，我們只知道很少的“粒子”，如質(zhì)子、中子、電子、μ子等，人們認(rèn)為這些粒子就是構(gòu)成物質(zhì)的最小單元，稱之為“基本粒子”。

此后，在宇宙線實(shí)驗(yàn)和粒子加速器實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了大量的粒子：π，π0，K，K0，K0，Λ，，Ξ，Δ…約幾百種。有的壽命很短，產(chǎn)生出來很快就蛻變成別的粒子。

問題：是不是這幾百種粒子都是“基本”的？王淦昌發(fā)現(xiàn)反西格瑪負(fù)超子1963年,根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),蓋爾曼等猜測(cè)這些粒子具有內(nèi)部結(jié)構(gòu),并給出了計(jì)算這些粒子質(zhì)量的公式蓋爾曼的夸克模型：共有三種夸克u,d,s

60年代中期,中國的粒子物理學(xué)家曾提出了層子模型。介子由（qq）構(gòu)成重子由（qqq）構(gòu)成+

(ud)質(zhì)子(uud)12/21/202278中國科大汪曉蓮1947年前，我們只知道很少的“粒子”，如質(zhì)子、中建立夸克模型的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn):電子轟擊質(zhì)子(1972)質(zhì)子并不是一個(gè)幾何點(diǎn)。它有大小，其半徑10-13cm，電荷就分布在這樣一個(gè)小空間范圍質(zhì)子內(nèi)部分布著大量的點(diǎn)電荷定量分析表明,質(zhì)子是由三個(gè)夸克組成1974年——丁肇中，B.Richter發(fā)現(xiàn)J/

粒子

這個(gè)介子壽命非常長。

→charm夸克(c)mc~1.5GeVJ/Ψ由(cc

)構(gòu)成。

1977年——L.Lederman發(fā)現(xiàn)(9.5GeV)

→Beauty(Bottom)(b)mb~5GeV(9.5)由(bb

)構(gòu)成1994年——Fermilab.CDF組發(fā)現(xiàn)Top夸克(t)

mt~176GeVee12/21/202279中國科大汪曉蓮建立夸克模型的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn):電子轟擊質(zhì)子(1972)質(zhì)子并不是粒子

原子核物理和粒子物理領(lǐng)域中的各種微觀粒子射線快速粒子束核輻射原子核自發(fā)放射各種射線的現(xiàn)象粒子質(zhì)量與能動(dòng)量的關(guān)系

或2.有關(guān)基本概念12/21/202280中國科大汪曉蓮粒子2.有關(guān)基本概念12/18/202219中國科大汪曉BasicConcepts:Energy12/21/202281中國科大汪曉蓮BasicConcepts:Energy12/18/20BasicConcepts:Energy12/21/202282中國科大汪曉蓮BasicConcepts:Energy12/18/20electron(energyU)U=1eV=1.6x10-19J(speedatpositiveplate18000km/s)1KeV=103eV1MeV=106eV1GeV=109eV1TeV=1012eVLEP=209GeVLHC=14TeV-+1Volt電子伏（eV）：電子經(jīng)過1伏電位差加速所得到的能量12/21/202283中國科大汪曉蓮electronU=1eV1KeV=1033.粒子源及種類輻射源天外的：宇宙射線天然的：自然界自然存在的放射性核素人工的：用加速器，反應(yīng)堆產(chǎn)生的放射性核素帶電粒子輻射：電子、重帶電粒子電磁輻射：X射線、射線中性粒子：中子、中微子、0等12/21/202284中國科大汪曉蓮3.粒子源及種類輻射源12/18/202223中國科大宇宙射線在大氣中的簇射射線在大氣中由碰撞產(chǎn)生一些新的粒子，如子，介子，奇異粒子等。但是并沒有觀測(cè)到物質(zhì)的更深層次的結(jié)構(gòu)。（原子，原子核，核子。）12/21/202285中國科大汪曉蓮宇宙射線12/18/202224中國科大汪曉蓮高能加速器和探測(cè)器

—高能物理研究的基本工具必要性：探索尺度越小，越需要高能加速器。（波長與能量成反比）產(chǎn)生新重粒子，需要更高能加速器。（E＝Mc2）模擬大爆炸瞬間的粒子狀態(tài)，需要高能重離子對(duì)撞機(jī)，以產(chǎn)生極高的溫度。加速器類型：一般加速器：加速單束帶電粒子。對(duì)撞機(jī)：兩帶電粒子束相撞，獲得更高的加速效率。分類:e+e-，ep，pp，，重離子—重離子。12/21/202286中國科大汪曉蓮高能加速器和探測(cè)器

—高能物理研究的基本工具必要性：12靜電加速器串列加速器12/21/202287中國科大汪曉蓮靜電加速器串列加速器12/18/202226中國科大汪曉直線加速器和回旋加速器12/21/202288中國科大汪曉蓮直線加速器和回旋加速器12/18/202227中國科大汪同步輻射加速器12/21/202289中國科大汪曉蓮?fù)捷椛浼铀倨?2/18/202228中國科大汪曉蓮對(duì)撞束12/21/202290中國科大汪曉蓮對(duì)撞束12/18/202229中國科大汪曉蓮12/21/202291中國科大汪曉蓮12/18/202230中國科大汪曉蓮世界上第一臺(tái)對(duì)撞加速器1960年意大利科學(xué)家陶歇克(B.Touschek)首次提出并在意大利的Frascati國家實(shí)驗(yàn)室建成了直徑約1米的AdA對(duì)撞機(jī)，驗(yàn)證了原理，從此開辟了加速器發(fā)展的新紀(jì)元。

12/21/202292中國科大汪曉蓮世界上第一臺(tái)對(duì)撞加速器1960年意大利科學(xué)家陶歇克(B.To美國BNL的3.3GeVCosmotron12/21/202293中國科大汪曉蓮美國BNL的3.3GeVCosmotron12/18/2TevatronColliderFermilabTevatronCollider是目前世界上在運(yùn)行的最高能量的對(duì)撞機(jī)質(zhì)子，反質(zhì)子束流加速到900GeV，有兩個(gè)相互作用對(duì)撞點(diǎn)(CDFandD?)95年發(fā)現(xiàn)Top夸克12/21/202294中國科大汪曉蓮TevatronColliderFermilabTeva歐洲粒子物理研究中心12/21/202295中國科大汪曉蓮歐洲粒子物理研究中心12/18/202234中國科大汪曉CERNLEP正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)12/21/202296中國科大汪曉蓮CERNLEP正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)12/18/202235中國科4.六位獲諾貝爾獎(jiǎng)的粒子探測(cè)器大師C.T.R.Wilson發(fā)現(xiàn)通過蒸氣凝結(jié)觀察帶電粒子徑跡的方法和技術(shù)（1927年）P.M.S.Blackett發(fā)展Wilson云室技術(shù)，在核物理與宇宙線研究中做出貢獻(xiàn)（1948年）C.F.Powell發(fā)明乳膠技術(shù)，在宇宙線中發(fā)現(xiàn)介子（1950年）12/21/202297中國科大汪曉蓮4.六位獲諾貝爾獎(jiǎng)的粒子探測(cè)器大師C.T.R.WilsonD.A.Glaser發(fā)明氣泡室（1960年）L.W.Alvarez發(fā)展氫氣泡室及數(shù)據(jù)處理技術(shù)，發(fā)現(xiàn)大量共振態(tài)（1968年）G.Charpak發(fā)明多絲正比室并發(fā)展氣體絲室技術(shù)（1992年）12/21/202298中國科大汪曉蓮D.A.Glaser發(fā)明氣泡室（1960年）12/18/2三、高能物理實(shí)驗(yàn)加速器技術(shù)：能量越來越高，固定靶實(shí)驗(yàn)，對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)粒子探測(cè)器：時(shí)間響應(yīng)快，位置分辨高，能量分辨好讀出電子學(xué)：快速記錄海量的復(fù)雜事例標(biāo)準(zhǔn)快電子學(xué)插件的NIM系統(tǒng)CAMAC、VME總線系統(tǒng)計(jì)算機(jī)技術(shù)：在線實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲取、離線數(shù)據(jù)分析、事例重建、顯示、處理、傳輸大型綜合多粒子高能磁譜儀：通過測(cè)量粒子的電荷、能量、動(dòng)量、徑跡、飛行時(shí)間，進(jìn)而鑒別粒子，測(cè)量粒子不變質(zhì)量譜，發(fā)現(xiàn)新粒子。國際合作：十幾個(gè)國家和地區(qū)，幾十個(gè)科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)，幾百上千個(gè)科學(xué)家、工程師合作12/21/202299中國科大汪曉蓮三、高能物理實(shí)驗(yàn)加速器技術(shù)：能量越來越高，固定靶實(shí)驗(yàn)，對(duì)撞L3:發(fā)言人-丁肇中教授中國科大，中科院高能所，上硅所參加12/21/2022100中國科大汪曉蓮L3:發(fā)言人-丁肇中教授12/18/202239中國科大三代輕中微子-LEP實(shí)驗(yàn)結(jié)果12/21/2022101中國科大汪曉蓮三代輕中微子-LEP實(shí)驗(yàn)結(jié)果12/18/202240中國12/21/2022102中國科大汪曉蓮12/18/202241中國科大汪曉蓮從LEP到LHC12/21/2022103中國科大汪曉蓮從LEP到LHC12/18/202242中國科大汪曉蓮12/21/2022104中國科大汪曉蓮12/18/202243中國科大汪曉蓮尚待解決的問題Higgs是否存在？超對(duì)稱粒子（*注）是否存在？膠子球存在的證據(jù)，四夸克態(tài)、五夸克態(tài)、六夸克態(tài)和奇特態(tài)的尋找。暗物質(zhì)粒子的探測(cè)（WIMP粒子的尋找）CP破壞的本質(zhì)是什么？粒子為什么有質(zhì)量？夸克、輕子是基本組元嗎？夸克、輕子只有三代嗎？*注：超對(duì)稱粒子是指夸克、輕子自旋為整數(shù)，傳播子自旋為半整數(shù)。12/21/2022105中國科大汪曉蓮尚待解決的問題Higgs是否存在？12/18/202244中中微子振蕩的存在說明中微子有質(zhì)量，在標(biāo)準(zhǔn)模型框架中不能解釋?？淇?、膠子等離子體是否存在？為什么宇宙中物質(zhì)—反物質(zhì)是不對(duì)稱的？反物質(zhì)的尋找（AMS）是否存在標(biāo)準(zhǔn)模型之外的模型？

（標(biāo)準(zhǔn)模型遠(yuǎn)不能說完備，它有17個(gè)參數(shù)之多）12/21/2022106中國科大汪曉蓮中微子振蕩的存在說明中微子有質(zhì)量，在標(biāo)準(zhǔn)模型框架中不能解釋。ATLASDetector:redpartwithChinesecontributionsChinesecontribution0.5%12/21/2022107中國科大汪曉蓮ATLASDetector:redpartwithCMSDetector:Chinesecontribution1%IHEP－CSCPKU－RPC12/21/2022108中國科大汪曉蓮CMSDetector:Chinesecontribu原子可以分離為電子，原子核，形成等離子體強(qiáng)色場(chǎng)隨著距離拉開能量增加E=mc2為了研究原子的結(jié)構(gòu)….我們可以將原子的組分分離原子核電子夸克真空中產(chǎn)生夸克－反夸克對(duì)質(zhì)子(被禁閉的夸克)

0介子(被禁閉的夸克)夸克禁閉在強(qiáng)子內(nèi):強(qiáng)作用力的特點(diǎn)，沒有自由夸克中性原子12/21/2022109中國科大汪曉蓮原子可以分離為電子，原子核，形成等離子體強(qiáng)色場(chǎng)隨著距離拉開能產(chǎn)生和研究解禁閉的夸克－膠子系統(tǒng)NuclearMatter(confined)HadronicMatter(confined)QuarkGluonPlasmadeconfined!方法

加熱壓縮“夸克－膠子等離子體”LatticeQCDcalculations12/21/2022110中國科大汪曉蓮產(chǎn)生和研究解禁閉的夸克－膠子系統(tǒng)NuclearMatter相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)(RHIC)RHICBRAHMSPHOBOSPHENIXSTARAGSTANDEMS1km1999年建成。它有兩個(gè)環(huán)（黃環(huán)和蘭環(huán)），周長3.8公里。12/21/2022111中國科大汪曉蓮相對(duì)論重離子對(duì)撞機(jī)(RHIC)RHICBRAHMSPHOBOHeavy-ionCollisionsRHICBNLAu+Auupto200GeV/n12/21/2022112中國科大汪曉蓮Heavy-ionCollisionsRHICBNLAuHigh-energyNuclearCollisionsS.Bass

HadronizationandFreeze-outInitialconditionsInitialconditioninhigh-energynuclearcollisionsCold-QCD-matter,small-x,high-partondensity -partonstructuresinnucleon/nucleusPartonmatter-QGP-Thehot-QCDInitialhighQ2

interactionsHardscatteringproduction-QCDpredictionInteractionswithmedium-deconfinement/thermalizationInitialpartondensitytime12/21/2022113中國科大汪曉蓮High-energyNuclearCollisions4DetectorsatRHIC12/21/2022114中國科大汪曉蓮4DetectorsatRHIC12/18/2022NeighborCTBTrayEMCRailsFE