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空气簇射介绍

空气簇射介绍

空气簇射定义

能量在10'4eV以上的宇宙线,由于通量小,只能采用间接测量,通过分析原初宇宙线与大气的相互作用来反推原初宇宙射线的性质。当宇宙线与大气的原子核发生碰撞后产生了一些光子(Y射线)、轻子和重子。这些次级粒子再重复作用产生更多下一级粒子,直到平均能量等于某临界值时,次级粒子的数目达到最大值,这个值被称为簇射极大值,此后粒子通过被大气吸收或逐渐衰变,使次级粒子的数量降低,整个过程称为“空气簇射”。地面上的主要辐射源是放射性矿物质;高空的主要辐射源是空气簇射的次级粒子,海拔在20公里处辐射最强,100公里以上的宇宙辐射的主要形式则是宇宙射线和太阳风。

空气簇射探测方式

空气簇射的成份中重子较少、轻子居多。空气簇射的探测方式主要有三种方式:荧光望远镜、切伦可夫望远镜、地表或地下阵列。切伦可夫望远镜主要采集次级粒子产生的切伦可夫光;荧光望远镜可观测到带电粒子游离氮气产生的荧光,以上两种望远镜的特点是只能在夜间工作并且不能有明亮的千扰光源,因此平均工作的时间仅有约10%"'';地表或地下阵列则往往需要多个单元探测器组成,其特点是分布于广阔平坦的区域,次级粒子事例很多,有可全年操作的优点。

利用散布在大范围内的多个探测器组成的阵列来记录空气簇射粒子,可以把观测超高能初级宇宙线粒子的有效面积扩大到一平方公里左右。有关极高能量初级宇宙线的知识(能谱、方向等),就是研究广延空气簇射得到的。对于能量高于 1011电子伏的宇宙γ射线,可以在地面观测其空气簇射所产生的切连科夫辐射。目前全世界共有广延空气簇射阵列近三十个,面积最大的在澳大利亚悉尼。

空气簇射宇宙线

能量高于 1014电子伏的初级宇宙线可产生数万到上亿个粒子(绝大部分是电子和光子),它们分布在数百米距离内,几乎同时到达地面。这种大范围的空气簇射现象叫做广延空气簇射。粗略地说,落到地面上的空气簇射粒子总数,正比于初级宇宙线的能量。利用空气簇射现象,可以在地面上探测能量极高的初级宇宙线。能量愈高,宇宙线粒子流强愈弱。每平方米面积上,平均一个月才射入一个能量高于 1016电子伏的初级宇宙线粒子。

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空气簇射空气簇射实验

自从奥格尔发现了广延空气簇射时起,科学家们就在世界各地的一些荒凉不毛之地建造了越来越大的探测器阵列。

但直到20世纪60年代初,还没有专门为探索能量超过10eV的最高能粒子的起源建造足够大的阵列。麻省技术研究所罗西(Bruno Benedetto Rossi,1905-1993)研究组,在用闪烁探测器测量空气簇射的技术上作出重要贡献。

林斯利(John Linsley,1925-2002)领导的研究组在新墨西哥州遥远的火山牧场区(Volcano Ranch)建造和操作着这个新的阵列。第一套巨型阵列由19台探测器组成,每台的面积是33平方米,分布在8平方公里面积的地面上。火山牧场阵列运行了3年,搜集到能量高于10eV的簇射1000次,为有关知识基础作出了基本贡献。

林斯利通过他的阵列还获得了一项和各向同性结果同样重要,但更激动人心的发现。1962年的一天有个特别的空气簇射降临到阵列上,广阔分布的探测器探测到很大数量的簇射粒子。一般典型的簇射只有四五个探测器记录下粒子通过,而这个特别的簇射有15个探测器作出记录,粒子数比通常的簇射多得多。详细分析之后得出的结论是,这次簇射是由一个能量超过10eV的宇宙射线粒子激发出来的,它是那时观测到的具有最高能量的粒子,它比用奥格尔的先驱空气簇射实验探测到的粒子的能量大100,000倍。这个结果发表在《物理学评论通讯》(1963年)上,引起了广泛的关注。这个宇宙射线粒子的奇异本性于3年之后,其重大意义显得更加突出。人们认识到,这样巨大能量的宇宙射线将同大爆炸火球遗留下来的冷却辐射发生强烈的相互作用。

建在东京以西200公里明野(Akeno)地区的巨型空气簇射阵列AGASA (Akeno Giant Air Shower Array)由小到大,面积从1984年的1平方公里至20平方公里,到1991年的100平方公里,观测站在视野和重要性方面也由小变大。100平方公里的巨型阵列使用了111个塑料闪烁探测器,用来测量到达地面的空气簇射,天顶角(zenith angle)约涵盖至45度。另外还有27个混凝土覆盖着的附加探测器,为测量簇射产生的贯穿力很强的μ子成分而建造。每个探测器都用光纤与中心数据收集站连结起来。

当宇宙射线粒子穿过空间时,会同充满整个宇宙的低能质子相碰撞,从而损失能量。按照爱因斯坦的狭义相对论,来自银河系以外、到达地球的宇宙射线,将遇到如此之多的减能碰撞,以至于它们最大可能的能量为5×10电子伏,这个数值被称为GZK极限。1994年,AGASA和俄罗斯西伯利亚东部的雅库次克研究小组分别报告探测到了 2 x 10电子伏特的宇宙射线。这一能量超过费米国家加速器实验室Tevatron加速器可以加速的质子能量的1亿倍。

1995-2005年,AGASA多次探测到超过GZK极限的宇宙射线。理论上它们仅能来自银河系,但天文学家在银河系却未曾发现这种宇宙射线源。一种可能是AGASA的测量结果有误,另一种可能性则是狭义相对论错了。

一个庞大的国际合作项目Auger Project将取代AGASA的地位,它将分别于南美洲的阿根廷及北美洲的美国犹他州各建立一个面积约5000平方公里的地面阵列,并将在阵列中加入数个类似HiRes的荧光探测器。Auger试图以混合地面阵列与大气荧光两种探测器的方式,了解两种探测器的差异,互相校正能量定标,解决AGASA与Fly's Eye的冲突。HiRes与SLAC(Standard Linear Accelerator Center)现正联手研究空气在不同气压、成份下的荧光效率,对HiRes能量定标的问题会有很大的帮助。2100433B

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空气簇射介绍常见问题

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空气簇射介绍文献

空气开关介绍 空气开关介绍

空气开关介绍

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空气开关介绍 空气开关 - 定义 : 空气开关(英文名: Air switch )是一种只要电路中电流过大就会自动断 开的开关。 空气开关 - 原理: 脱扣方式有热动、电磁和复式脱扣 3种。 当线路发生一般性过载时,过载电流虽不能使电磁脱扣器动作,但能使热 元件产生一定热量, 促使双金属片受热向上弯曲, 推动杠杆使搭钩与锁扣脱开, 将主触头分断,切断电源。 当线路发生短路或严重过载电流时,短路电流超过瞬时脱扣整定电流值, 电磁脱扣器产生足够大的吸力,将衔铁吸合并撞击杠杆,使搭钩绕转轴座向上 转动与锁扣脱开,锁扣在反力弹簧的作用下将三副主触头分断,切断电源。 开关的脱扣机构是一套连杆装置。当主触点通过操作机构闭合后,就被锁 钩锁在合闸的位置。如果电路中发生故障,则有关的脱扣器将产生作用使脱扣 机构中的锁钩脱开,于是主触点在释放弹簧的作用下迅速分断。按照保护作用 的不同,脱扣器可以分为过电

空气开关(空开)的介绍 空气开关(空开)的介绍

空气开关(空开)的介绍

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空气开关(空开)的介绍 空气开关 空气开关是低压配电网络和电力拖动系统中非常重要的一种电器,它集控制和多种保护 功能于一身。除了能完成接触和分断电路外,尚能对电路或电气设备发生的短路.严重 过载及欠电压等进行保护,同时也可以用于不频繁地启动电动机。 目录 定义 原理 作用 内部附件 外部附件 正常工作条件 定义 原理 作用 内部附件 外部附件 正常工作条件 展开 定义 空气开关(英文名: Air switch )是一种只要电路中电流超过额定电流就会自 动断开的开关。 原理 脱扣方式有热动、电磁和复式脱扣 3 种。 当线路发生一般性过载时,过载电流虽不能 使电磁脱扣器动作,但能使热元件 空气开关 产生一定热量,促使双金属片受热向上弯曲,推动杠杆使搭钩与锁扣脱开,将主触 头分断,切断电源。 当线路发生短路或严重过载电流时,短路电流超过瞬时脱扣 整定电流值,电磁脱扣器产生足够大的吸力,将衔铁吸合

散射光空气中散射

在一些大城市中,黑多的高楼大厦都喜欢在晚上用几束光射向夜空,这些光一般都是强光,这也是光的散射。空气中的悬浮尘埃越少,也就是空气很干净时,散射就越弱,光就会变得很淡;而当空气中悬浮尘埃越多,也就是空气不太干净时,,散射就越强,光就会变得很亮。所以在晚上,如果你几乎看不到那些高楼大厦的那几道光束,那明天也许就会有蔚蓝的天空

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环缝式空气引射器环缝式空气引射器原理

环缝式空气引射器的基本原理是“孔达效应”。它以压缩空气作为能源,压缩空气进入一个径向的环形空间,而这个特殊设计的环形空间能使压缩空气得到膨胀,同时使流速提高。在此作用下可产生低压和负压而进入设备的空腔。这样,可使压缩空气和诱导吸进的气体混合后在增压管内扩散,然后以高速喷射出去。诱导进入的气体可以达到18-20倍的压缩空气体积。由负压而产生的高速气流轨迹是以紊流状态流动。它的功能参数取决于环形空间的尺寸和起诱导作用的压缩空气的压力。

压缩空气的进口与径向环形空间沟通、压缩空气进入这个特殊的环形空间,并在表面的出口上得到膨胀,从而获得高速。

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钛氧簇复合银簇研究获进展

金属及半导体纳米粒子由于具有独特的光、电、磁或催化性能,受到化学、材料领域的广泛关注。近年来,为了更好地理解这些材料的作用机制和构效关系规律,作为其分子模型的贵金属团簇和半导体团簇吸引了越来越多研究者的兴趣。另一方面,二氧化钛负载贵金属催化剂在实验室和工业生产中已经得到广泛应用,所以如果能将贵金属团簇与钛氧簇进行复合,不仅可以得到新颖的杂化团簇,更可以为上述异相催化材料提供分子模型,从原子尺度直接理解重要的金属-载体相互作用。

中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室研究员张健和张磊领导的无机合成化学团队,在中科院战略性先导科技专项(B类)、国家杰出青年基金、基金委面上项目和福建省杰出青年科学基金资助下,最近在贵金属复合钛氧团簇方面取得突破进展。他们利用具有空腔的 Ti16-氧簇成功捕捉并稳定了 Ag6 簇,获得多金属簇@钛氧簇的核-壳纳米团簇。其中,Ag6 不仅具有较强的 Ag-Ag 金属键,还通过 Ag-O 配位键与 Ti16-氧簇直接相连。通过进一步引入酸性和还原性更强的甲酸,Ag6 簇还可以在 Ti-O 空腔内旋转45度,获得另一具有不同立体构型的 Ag6@Ti16-氧簇。这两例杂化团簇对532 nm激光都表现出明显的光限幅效应,同时受到中心 Ag6 簇的立体构型影响。这项研究成果不仅实现了贵金属掺杂钛氧簇的构筑,同时为从原子尺度研究 TiO2 负载贵金属材料提供了可能的分子模型,受到 Angew. Chem. Int. Ed.审稿人的高度评价,被选为 Very Important Paper (VIP)。

此前该研究团队已经在钛氧簇研究领域获得系列创新成果(Chem. Soc. Rev. 2018, 47, 404),合成了世界上首例类富勒烯型钛氧簇(J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 2556)、目前最高核 Ti52-氧簇(J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 7480)以及具有选择性光催化作用的 Ti4 笼(J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 16845),系统研究了钛氧簇合物的能带调控(Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 5160;Chem. Mater. 2017, 29, 2681),并实现了钛氧簇基复合功能材料的制备(ACS Nano 2016, 10, 977;Adv. Mater. 2017, 29, 1603369)。

相关成果已在线发表于 Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 10.1002/anie.201804569。

福建物构所钛氧簇复合银簇研究获进展

来源:中国科学院福建物质结构研究所

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