ENPG

简介

简介

研究方向

欢迎来到清华物理系实验核物理小组ENPG，我们对原子核物理的研究感兴趣。

原子核是一个神奇的量子微观多体系统，中子和质子被迄今尚未完全认识的强相互作用束缚在线度约为10飞米的空间之内。利用核反应的手段，对这样的一个体系实施一点微扰、进行加热或压缩、或者改变其中子质子数目的比分，都会产生各种各样的新现象和新效应。相应地，依赖上述手段而提取到的原子核静态与激发态性质，或者核物质的热力学属性，对人们深入理解强相互作用的基本性质、宇宙中致密星体的静态与演化属性，都具有重要意义。

核物理(包括粒子物理)历经一个多世纪的发展，其实验方法自成体系。核物理实验本质上是对一次次微观随机事件的观测和重构。一般而言，这类实验的直接测量对象是一个个从随机的核核碰撞中飞行出来的微观粒子。然而，对单个粒子进行测量和鉴别、进而重构整个核反应过程并非易事，现代核物理实验需要借助先进的加速器、精细的探测器、强大的电子学线路以及海量数据获取和分析技术才能得以完成。

我们小组的研究兴趣，简言之，就在于精确重构核反应过程、提取原子核或者核物质的性质以及为推动实验发展而从事的先进探测器研发工作。

1. 中能重离子核反应

我们自己研制探测系统。ENPG的小伙伴们通过几年的努力，研制了一个紧凑的重离子核反应实验谱仪（Compact Spectrometer for Heavy IoN Experiment，简称CSHINE）。这个谱仪采用平行板雪崩计数器测量重离子反应中发生快裂变之后的裂变碎片，而用现在最为先进的硅条望远镜测量轻粒子。此外，为了测量原子核碰撞最初时刻发出的那一束高能γ射线，我们还研制了一个γ阵列。CSHINE的触发系统采用FPGA技术实现。

利用CSHINE，先后在国家大科学装置HIRFL上，完成了30 MeV/u Ar+Au， 25 MeV/u Kr+Pb 和 25 MeV/u Kr+Sn等多轮束流实验。我们提取了饱和密度点附近的对称能随密度依赖的斜率，测量了轻粒子的关联函数从而实现给万亿亿分之一秒的核反应进行动态成像等。

2. GeV能区的重离子核反应

当入射能量升高到GeV/u 及以上的时候，核核碰撞中的压缩效应更为明显，可以形成压缩的、且温度达到几十MeV （数千亿度）且存活时间非常短暂的核物质，此外，很多新的粒子或在碰撞过程中产生。利用这些新产生的粒子（有介子、超子等），可以研究核物质状态方程以及超子-核子之间的相互作用。 同样地，完成上述的研究，也需要建设更为复杂的谱仪，或者进行国际合作。ENPG的小伙伴们，参与兰州低温高密核物质测量谱仪（CEE）的研制，具体负责触发系统和前角径迹探测器阵列MWDC的研制。此外，ENPG的小伙伴也参加STAR合作组的实验和数据分析，参加SpRIT合作组的实验和数据分析等。

3. 氘核的同位旋矢量极化

我们尽可能寻找全新的、对称能的可观测效应和探针。我们发现，因为对称能效应的存在，中子和质子在丰中子的核物质中，中子会受到一个额外的排斥而质子会受到一个额外的吸引，这样当一个氘核经过一个重核表面的时候，会受到一个额外的力矩，使得氘核发生一个额外的旋转。这一效应是肖志刚和欧立2015年预言的，称为氘核的同位旋矢量极化效应。如果实验能探测到这个效应，则它可以作为对称能的一个干净的、敏感的探针。现在，ENPG小伙伴们正在准备这个实验。

4. 先进探测技术的研发

ENPG是一群醉心于探测技术研发的人，他们也在研究一些新的探测手段，用到你或许想不到的地方。