一、高能族事例中的能量集中现象（论文文献综述）
王宇贤[1]（2021）在《木星太阳风-磁层-电离层/热层耦合研究》文中认为作为太阳系八大行星中体积最大、自转最快的行星,木星拥有太阳系体积最大的行星磁层。和类地行星磁层不同,木星磁层动力学主要由两种机制主导:一种是和地球磁层类似的太阳风驱动的Dungey循环,而另一种则是和行星高速自转以及内等离子体源相关的Vasyliunas循环。太阳风与行星磁层的相互作用,以及行星磁层动力学的研究是行星物理学的关键问题之一。在太阳风和行星自转的共同驱动和调制下,全球磁层等离子体流特征和磁层-电离层-热层（Magnetosphere-Ionosphere-Thermosphere,MIT）耦合机制都是木星磁层动力学的研究热点。在木星磁层动力学的研究中,观测数据和模拟工具都扮演着非常重要的角色。在本文的第一章中,我们首先简要介绍了太阳风和木星的概况,并回顾了木星磁层、电离层和热层/大气层的背景知识和基本理论。之后,我们又介绍了木星极光观测形态和MIT耦合基本原理。磁流体力学数值模拟是研究行星磁层大尺度物理过程的重要工具之一,它可以高效地模拟磁层中的大尺度动力学过程。为了研究在太阳风和行星自转的驱动作用下木星的全球磁层动力学,在第二章中我们自主构建了木星全球磁层磁流体力学模型。该模型包含了木卫一（Io）的内磁层等离子体源效应,行星的高速自转（～10 h）效应,以及磁层-电离层耦合效应。模拟结果显示,该模型可以合理地模拟木星磁层的基本位型,如赤道面等离子体流、共转驱动电流和电离层的场向电流。此外,我们还将模拟结果和观测结果进行了比较,发现赤道面等离子体的密度和压强曲线和观测吻合性较好,而且模拟的电离层场向电流分布和观测到的极光特征具有很好的相似性,表明本模型中采用的磁层-电离层静电耦合模型可以适用于木星复杂的磁层-电离层耦合过程。在太阳风和磁层以及电离层的相互作用过程中,太阳风作为其中重要的驱动源之一,主导着木星的磁层动力学和物理过程。而由于观测数据的缺失,木星附近实时的太阳风数据只能依赖于数值模型获得。因此,在第三章我们构建了一个“数据驱动”的内日球层背景太阳风磁流体力学模型,来模拟木星附近的太阳风。在该模型中,我们将太阳磁场概要图作为输入,然后基于WSA关系得到模型内边界条件并驱动内日球层模型,进而模拟木星附近的太阳风。为了测试模型性能和预报的准确度,我们将模拟结果和不同纬度、不同日心距离的多卫星观测结果进行比对。结果显示:（1）我们的模型可以再现行星际太阳风的典型结构和物理现象,如共转相互作用区、日球层电流片和高速流等;（2）整体上来说,模拟的太阳风参数在不同纬度和不同日心距离上,都和卫星观测吻合较好。该研究表明我们的日球层模型有能力预报内日球层太阳风的大尺度结构,而且可以用来预报行星如地球和木星附近的背景太阳风,这对太阳风和行星磁层的相互作用等研究具有重要意义。木星磁层动力学主要由MIT耦合机制主导。在电离层高度上,MIT耦合可以由一系列关键参数（包括电离层电导率、电流和电场、沿着磁力线的粒子交换、焦耳热和粒子能量沉积）来表征。由于磁流体理论的局限性,MIT耦合中的很多物理现象无法由磁层磁流体力学模型来描述。因此在第四章,结合Juno的多仪器数据,我们提出了一种新方法来评估沿着Juno轨迹的MIT耦合参数,并将其应用于Juno前8圈南半球主极光穿越事件,来分析穿越过程中这些关键参数的变化和分布特征。至此,我们完成了木星太阳风-磁层-电离层/热层的因果链的初步研究:（1）创建了描述太阳风和木星磁层全球动力学和大尺度结构的2个磁流体力学模型;（2）利用Juno卫星观测数据来定量分析木星MIT耦合的基本特征。
宋国锋[2]（2021）在《应用于穿越辐射探测的厚型气体电子倍增器研究》文中进行了进一步梳理标准模型成功地描写了宇宙中绝大多数可见物质的基本特征,但由于量子场论非微扰求解的困难和实验条件的限制,人们依然缺乏对核子或强子内部结构的全面了解,缺乏对量子色动力学色禁闭性质的深刻理解。未来高能量高亮度的电子离子对撞机（EIC）上的深度非弹性散射实验将是对核子内部结构和量子色动力学深入研究的重要前沿。EIC上各种物理过程要求对反应中的末态粒子进行高精度测量,其中散射电子的探测几乎对EIC的所有物理课题都有重要的作用。针对EIC对撞实验中电子前向区域（-2（?）η（?）-1）的电子探测和鉴别需求,本论文探讨了一系列实验方法,并提出使用穿越辐射探测器（TRD）来实现这一目标。传统的穿越辐射探测器主要基于以氙气为基础工作气体的多丝正比室（MWPC）,而MWPC的探测精度和计数率能力难以满足未来高能量、高亮度的EIC实验需求。本论文提出了基于厚型气体电子倍增器（THGEM）技术的TRD方案,并基于EIC对TRD的性能需求,研究并发展了 THGEM探测器技术。在论文工作期间,作者搭建了完善的实验测试系统,设计并制作了多种结构的THGEM探测器,使用软X射线详细测试了探测器的增益、能谱、位置分辨,以及探测器增益的均匀性和长时间运行的稳定性。为深入理解THGEM探测增益不稳定的原因,通过有限元方法和Garfield++程序包模拟计算了 THGEM的电荷雪崩放大过程,研究表明电荷在绝缘介质表面堆积（即charging-up效应）是导致增益不稳定的主要因素。通过在THGEM表面沉积高电阻率的类金刚石（DLC）薄膜,消除了 THGEM的增益不稳定现象。THGEM表面金属电极的刻蚀工艺精度控制难度高,是导致THGEM均匀性不好、易打火放电、大面积制作困难的主要原因。本论文利用磁控溅射沉积DLC技术开发了一系列阻性THGEM（RTGEM）制作工艺。RTGEM工艺简单、制作成本低、适合大面积制作,实验结果表明:电阻率和结构合适的RTGEM,其增益和能量分辨率与常规THGEM相当,长期运行更加稳定且具有较好的计数率能力。制作了大面积（20cm×100cm）的RTGEM探测器,增益均匀性好于12%。制作如此大面积的RTGEM探测器,在国际上尚属首次。基于RTGEM和阻性读出阳极,进一步研究了阻性井型探测器（RWELL）,其结构更加紧凑,单级放大结构增益可达104以上。本论文使用GEANT4程序模拟计算了穿越辐射光子在辐射体中的产生以及在气体中的能量沉积特性。基于模拟结果,设计并制作了基于THGEM的TRD探测器原型样机,并配备了中国科学技术大学物理电子学组研制的AGET读出电子学系统。在德国电子同步加速器上,使用1-5GeV的电子束流实验测试了该TRD样机的性能。束流实验使用了基于氩气的工作气体,得到了与模拟一致的测试结果。利用总沉积能量的似然函数法,分析了 TRD的强子抑制能力。根据探测器测试得到的性能参数,模拟表明多层TRD在电子能量1-5GeV时的强子排斥能力达到100倍以上（电子效率90%）。模拟计算还表明,利用穿越辐射在气体中沉积能量的位置信息,可以进一步提升TRD的电子鉴别能力。模拟和束流实验结果表明,基于THGEM的穿越辐射探测器是未来EIC上散射电子的有效鉴别方案选项。
桑龙龙[3]（2021）在《磁场重联及其相关等离子体波动的研究》文中研究指明在日地空间中,磁场重联和等离子体波动是等离子体中重要的物理过程。直接或间接的观测数据表明,磁场重联与太阳大气,行星际太阳风,地球的磁层顶以及磁尾等爆发性现象有关。磁场重联可以迅速地将磁场能量转化为等离子体动能热能。近几十年,磁场重联的大量研究成果被不断地报道。最近磁层顶的卫星观测到非对称的磁场重联具有特殊的霍尔磁场结构,但是非对称磁场重联的磁结构以及电流体系尚存在着争议。同时卫星发现一些重联事例中的分离线区域存在着哨声波。磁场重联的分离线区域也经常出现密度空穴,这种密度空穴结构沿分离线延伸,将影响波动的传播。哨声波在密度导管的传播过程依然存在不清楚的地方。本文作者使用二维全粒子模拟对磁层顶的非对称磁场重联进行了研究,进一步地为了探究哨声波在分离线密度导管中传播效应,利用了实验室等离子体装置对哨声波的传播特性进行研究,最后得到主要结论如下:1,非对称磁场重联中的霍尔磁场的研究我们采用二维粒子模拟方法,研究了非对称电流片中反平行磁场重联产生的霍尔磁场的结构。霍尔磁场首先形成四极结构,然后随着磁场重联的进行演化为六极结构。在霍尔磁场的四极结构中,磁场较弱的电流片一侧的极性（占主导地位的霍尔磁场）比另一侧的极性强得多,它们可以穿过电流片的中心。随着磁场比的增大或密度比的减小（这里的比值定义为磁场强的一侧与磁场弱的一侧之间的比值）,这种趋势将变得更加突出。然而,随着温度比的降低,这种趋势相反。随着重联的进行,在主霍尔磁场下面的区域产生两个较小的霍尔磁场增强的带状结构,然后形成霍尔磁场的六极结构。随着磁场比值的增大或密度的减小,六极结构变得更强,而温度不对称性的影响要比磁场和密度不对称性的影响小得多。霍尔磁场的产生可以用由电子携带的面内电流来解释。有引导场下的非对称重联中X线左侧和右侧的霍尔磁场结构不同。整体来说,左侧的霍尔磁场为三极结构,右侧为双极结构。在X线的左侧,电流片上下两部分的霍尔磁场为正,而中心部分的霍尔磁场为负。随着引导场的增大,电流片上部和中部的霍尔磁场幅值减小,下部的霍尔磁场幅值增大。不对称性增加（磁场比增加或电流片两侧密度比减小）,导致电流片上部的霍尔磁场减小,甚至消失,以及电流片下部和中部霍尔磁场的增加。在X线的右侧,电流片上部的霍尔磁场为负,而中部的霍尔磁场为正。接着增大引导场,位于电流片上部的霍尔磁场变强,位于电流片中心处的霍尔磁场减弱。不对称性的增加导致电流片上部和中部的霍尔磁场减小,当不对称性足够大时,中心电流片的下部会出现霍尔磁场。磁场重联中也存在着丰富的等离子体波动。我们利用MMS卫星在磁层顶观测到了非对称磁场重联事例,该非对称重联中的霍尔磁场表现为四极结构,同时我们在其分离线区域发现了单色性很好的哨声波,并且这支哨声波向着X线方向传播。2,实验室等离子体中哨声波的激发与传播我们在中国科学技术大学的线性磁化等离子体装置（KLMP）里,使用自制的环形磁偶极天线激发出了等离子体波动。我们通过波动的频率、偏振性、传播速度,传播角以及折射率曲线等,证实了小尺度的密度导管中激发出了哨声波（导管的直径小于哨声波的波长）。在密度增加的导管中,哨声波以准平行方向传播,且哨声波传播的能量几乎没有衰减;而在密度减小的导管中,哨声波表现为斜传播的特性,其波矢与轴向磁场的夹角接近Gendrin角。这个结果与波动在大尺度的导管中的结果类似。
陈远强[4]（2021）在《等离子体片边界层中场向电流的观测研究》文中提出场向电流是太阳风、地球磁层和电离层之间能量和动量输运的主要媒介,在太阳风—磁层—电离层耦合过程中起着重要作用,研究场向电流的性质可以帮助我们理解地球磁层中各活动之间的联系。本论文将对连接夜侧电离层和磁尾的等离子体片边界层中的场向电流进行深入研究:利用四颗磁层多尺度卫星高精度的等离子体和磁场测量数据,主要分析动力学尺度（接近局地离子惯性长）的场向电流在等离子体片边界层中的空间分布、电流载流子等性质,并通过高时间分辨率的等离子体数据发现和研究了亚质子尺度场向电流的观测特征。1.对亚质子尺度场向电流的观测。等离子体片边界层中的场向电流具有动态的更小尺度的精细结构（低于局地的离子惯性长）。利用高时间分辨率的等离子体测量,本论文中发现前人研究的大尺度场向电流为该亚质子尺度场向电流的累积效应。在没有大尺度电流的区域,仍可以发现双极的或单极的亚质子尺度场向电流,表明了磁尾和内磁层或电离层间的耦合过程可能更加动态化,而非简单的能量输入输出。该亚质子尺度场向电流的来源和具体作用还需要进一步的观测或模拟研究。2.对动力学尺度场向电流的观测。磁层多尺度卫星之间较小的间距使得我们可以研究尺度接近局地离子惯性长的动力学尺度场向电流。该场向电流在磁尾等离子体片边界层内展现出三叉的分布结构,即在午夜附近和靠近两个侧翼区域发生率比较大;它们在北半球（夏季半球）的发生率也比南半球要高,尤其是对地向场向电流来说。场向电流在靠近中心等离子体片的区域（β较大）发生率要高,靠近尾瓣的区域（β较小）发生率要低。束状场向电流（beam-type FACs,B-FACs）的发生率在等离子体片边界层内部基本均匀的分布在0.1<β<1.0的区域上,而流状场向电流（flow-type FACs,F-FACs）的发生率则在β从1.0到0.1区域上线性的减少。场向电流的强度基本不会随着β改变,但越靠近地球则越大。强地磁活动下,场向电流的发生率和强度都会增加。研究结果证明了场向电流和磁尾重联活动存在相关性,同时反映了电离层环境对场向电流和磁尾的反馈作用。3.通过改进场向电流的计算方法,我们使用粒子能通量数据比较好的确定了场向电流载流子的种类和能量范围。场向电流的主要载流子为电子。等离子体片边界层中可能会出现离子电流但同时伴随着反向的电子电流。能量在0.5Te‖到5 Te‖（Te‖为电子平行磁场温度）间的热电子是场向电流的主要贡献者,而随着地磁活动的增强,能量低于0.5Te‖的冷电子对场向电流的贡献会增加。冷电子来源于电离层,这反映了电离层在地磁活动期间对磁尾活动的响应过程。4.磁通量绳结构中心也存在着场向电流。金星电离层在非磁化状态下会出现大量的磁通量绳结构,研究表明其在电离层内的发生率会随着高度的降低而增加,然而其空间尺度会随着高度而降低而减少。在太阳天顶角较大的晨昏区域,其轴向基本与地表平行。对金星磁通量绳的研究可以增加我们对其它类地行星上的电流和其它行星空间环境的认知,同时也帮助我们理解地球空间中各电流体系之间相互作用和耦合过程。本论文通过对磁尾等离子体片边界层中场向电流的空间分布特征、随地磁活动的变化、以及电流载流子的研究,揭示了场向电流的源区包括了磁尾磁重联区和低纬边界层两部分,同时也表明电离层的性质在磁层—电离层的耦合过程中会起到调制和反馈作用。对其它类地行星电流的研究可以帮助理解日地空间环境中电流体系的形成和在能量传输过程中的作用。
鲁妙然[5]（2021）在《在ATLAS探测器上研究WZ玻色子对的产生与其全轻衰变过程》文中认为对于双玻色子共振态的寻找可以为超越标准模型的电弱对称性破缺理论提供至关重要的检验。本文介绍了两类具有代表性的对新物理模型中重共振态衰变到WZ玻色子对、并级联衰变到其全轻末态物理过程的寻找。本分析是对该过程基于ATLAS实验收集的大型强子对撞机LHC在质心能量13个TeV下质子-质子对撞Run-Ⅱ数据的首次研究。分析中使用了两种基准理论模型——重矢量三重态理论（HVT）和Georgi-Machacek（GM）模型——来解释可能存在的新物理共振态信号。对于对应积分亮度36.1 fb-1的第一轮分析,分析中使用真实数据和MC模拟数据,针对夸克-反夸克融合模式和矢量玻色子融合/散射模式,分别选择出了最有可能包含信号过程的信号区域,研究了其中WZ系统的不变质量分布,并通过结合MC模拟与数据驱动的方式估计了真实本底和误判本底的贡献,最后通过极大似然拟合的方式,在考虑了所有统计误差和系统误差的情况下,对信号强度进行了抽取。结果中未发现对于标准模型预言的显着超出,因此,在95%置信度下,本分析得出了夸克-反夸克融合、以及矢量玻色子融合方式产生重矢量玻色子W’的产生截面乘以分支比的上限。本分析分别在2260 GeV和2460 GeV以下的质量区间排除了 HVT模型中W’的两种产生机制,并且给出了 GM模型中通过矢量玻色子融合模式产生的单电荷Higgs玻色子H5±的质量和耦合常数的限制。同时,结果显示出在共振态质量450 GeV附近,观测到的数据相对于标准模型预言有一个局域超出。该超出对于GM模型和HVT模型的局域显着性分别达到2.9和3.1倍标准差。相关的全局显着性在考虑了Look Elsewhere效应的情况下为1.6与1.9倍标准差。基于全部ATLAS Run-Ⅱ数据的第二轮分析正在进行中,该轮分析的策略与第一轮基本相同但是将使用更大统计量。新一轮分析将采用一个基于人工神经元网络的信号筛选方法以提高对于信号的灵敏度。并且,新一轮实验研究还将测量标准模型WZ反应在不同极化情况下的比例。
赵曦[6]（2021）在《不同能量、电荷态离子与N2O分子碰撞的电离解离研究》文中进行了进一步梳理在原子分子物理学研究中,碰撞实验是获得原子分子结构和动力学信息的重要手段,反应谱仪和多重符合测量技术的发展为原子分子碰撞的多粒子动力学研究提供了重要的工具。离子与原子分子碰撞的电离解离有着复杂的相互作用和动力学机制,研究人员开展了大量的低能区和高能区的离子碰撞实验,并提出了多种碰撞作用机制,但对中能区离子-分子碰撞的认知仍然较少。本论文工作基于兰州近代物理研究所320 kV高压综合实验平台的离子与原子分子碰撞动力学实验终端,开展了中能区的离子-分子碰撞实验,分别选用能量为56 keV/u的Ne4+和Ne8+离子,以及5.7 keV/u的Xe15+离子与N2O气体分子进行碰撞,符合测量反应产生的多个碎片离子和电荷态变化的炮弹离子,利用获得的离子三维动量和能量信息对离子-分子的碰撞过程、解离过程及动力学等进行了细致研究。此外,论文工作还包括与陈磊博士合作研制的一台（e,2e+ion）符合谱仪,用来实现分子框架下的电子动量分布测量。本论文共有六章,各章主要内容如下:第一章简要介绍了离子碰撞实验的研究背景和方法,以及在碰撞过程、解离机制和分子构型重构几个方面的研究进展;第二章给介绍了离子-分子碰撞的实验装置与实验方法,着重介绍了反应显微成像谱仪的各个部分,以及鉴别反应产物和确定其动量和能量的技术与方法;第三章介绍了能量为56 keV/u的Ne4+和Ne8+以及5.7 keV/u的Xe15+与N2O气体分子的碰撞实验研究,通过对N2O2+和N2O3+的两体解离碎片和散射炮弹离子的多重符合测量和数据分析,获取了每个解离通道的动能释放（Kinetic Energy Relase,KER）分布,并结合理论计算的分子离子的势能曲线揭示了各个解离通道的反应路径,研究了不同能量、电荷态的炮弹对分子电离解离的影响。第四章是离子碰撞诱导的多电荷态分子离子N2Oq+（q=2,3,4）的解离机制研究。重点介绍了利用新发展的方法提取出N2O2+延迟解离通道KER分布和亚稳态N2O2+的寿命谱,确定了亚稳态N2O2+延迟解离的路径和寿命。在对N2O3+和N2O4+三体解离的研究中,利用三个碎片离子的动量关联分析鉴别出N2O3+的一种直接解离通道和两种次序解离通道,以及N2O4+的三种直接解离通道和一种次序解离通道,并分析了相应的物理机制。在第五章中,我们利用多电荷态分子离子N2Oq+（q=2-6）的库仑爆炸解离,获得了碎片离子的KER分布和动量关联角,并结合自己发展的数值计算方法重构出N2O分子离子在解离时刻的几何构型参数,研究结果表明对于能够用库仑爆炸模型很好地描述的解离通道,实验重构的分子键长和键角与中性分子的平衡构型参数一致。第六章介绍了（e,2e+ion）符合谱仪的研制工作,主要介绍了谱仪的总体设计和各个部分的结构、谱仪的初步调试结果、以及尝试开展的电子碰撞CH3I分子的电离解离实验,实现了电子-电子-离子的三重符合测量,初步获取了 CH3I分子沿C-I键轴方向的1e轨道电子动量的角向分布,验证了（e,2e+ion）实验的可行性。最后是对博士期间工作的总结以及对未来工作的展望。
陈华岳[7]（2021）在《电磁离子回旋波与合声波的观测及模拟研究》文中提出电磁离子回旋波与合声波均为内磁层中广泛存在的电磁波动,对地球辐射带中的粒子动力学过程有重要影响。本文重点研究电磁离子回旋波与合声波的激发及演化过程中的波粒相互作用。利用范艾伦探测器及POES卫星的观测,探究电磁离子回旋波的基本特征及源区,阐明亚暴注入和太阳风动压增强是该波动的两种不同的激发源;研究电磁离子谐波对于重离子的加热,并揭示该波动是正午及子夜侧相对论电子沉降事件的主导因素。利用数值模拟,探究合声波中0.5Ωe附近能量间隙的形成原因,提出了新的物理机制——平台分布电子的衰减作用,来解释该现象。本文的主要结论如下:1.阐明亚暴注入及太阳风动压增强是电磁离子回旋波的两种不同激发机制利用范艾伦探测器的观测数据,研究不同波段电磁离子回旋波的特性。氢波段（fcHe+<f<fcH+）事件主要出现磁壳数较大的午侧区域,为弱左旋偏振,传播角度较小。氦波段（fcO+<f<fcHe+）事件对应的磁壳数略小,主要出现在黎明前侧及上午侧,传播角度略大,为左旋偏振。氧波段（f<fcO+）事件数目最少,振幅最弱,主要分布在磁壳数很小的区域,部分事件准平行传播,部分斜传播,为线偏振甚至右旋偏振。利用时间修正后的AE+与Pd+参数,首次区分亚暴注入及太阳风动压增强对波动激发的影响,阐明它们是波动的两种不同激发源:当亚暴注入较强时,源区位于磁赤道附近的昏侧区域;当太阳风动压较强时,源区位于午侧区域,除了磁赤道附近,较高纬度区域也是源区。2.探究电磁离子回旋波对重离子的加热,揭示该波动是午侧与昏侧区域相对论电子沉降的主导机制。利用范艾伦探测器的数据,观测到一个电磁离子回旋波谐波事件,包含一支基频波动及五支谐波,谐波的频率为基频波动的整数倍。基频波动由各向异性的质子激发,谐波由电磁离子回旋波的电磁成分与静电成分耦合产生。通过回旋共振,波动在垂直方向上加热重离子及～keV量级的氢离子。利用POES卫星的数据,首次对相对论电子沉降事件进行长时间统计,发现事件主要出现在磁壳数为L=4-6的昏侧及子夜侧区域,且数目与AE指数相关。分别探究电子沉降受|Dst×Pd|*及AE*参数（定义为前一个小时内|Dst×Pd|及AE的最大值）的影响:当|Dst×Pd|*较小但AE*较大时,沉降主要出现在昏侧;当AE*较小但|Dst×Pd|*较大时,沉降主要在午侧及子夜侧。阐明午侧及昏侧的事件主要由电磁离子回旋波的散射引起,而高度弯曲的磁力线对子夜侧事件起到了重要作用。3.验证下波段合声波的串级,探究演化过程中的波数变化及上、下波段之间的振幅比的影响因素合声波的一个典型特征就是功率谱在0.5Ωe附近会有能量极小值,称为能量间隙。该能量间隙将合声波分为频率在0.1-0.5Ωe的下波段及0.5-0.8Ωe的上波段。利用一维粒子模拟,验证下波段合声波的能量串级机制。下波段的电磁成分与静电成分耦合,产生频率为下波段两倍的上波段波动。在演化过程中,随着电子各向异性降低,下波段的波数与频率下降,但上波段的波数与频率几乎不变,倍数关系不再满足。上、下波段的振幅比与波动的传播角度正相关,与电子各向异性反相关。当波动最大增长率对应的频率在～0.3-～0.4Ωe时,下波段的串级会导致多波段合声波的产生。4.提出新的机制解释能量间隙的形成,阐明平台分布电子是导致0.5Ωe附近波动衰减的决定性因素。由于合声波中存在斜传播的分量,在朗道共振作用下,其平行方向上的速度分布在±0.5VAe附近会出现平台结构。当激发出的合声波可以跨越0.5Ωe,或者略大于0.5Ωe但可以过渡到0.5Ωe以下时,该分布电子可以和反向传播的频率在0.5Ωe附近的波动发生回旋共振,在垂直方向上损耗能量。能量间隙在波动的源区当中就可以形成。揭示平台分布的位置对决定能量间隙的频率起主导作用,二者成反相关关系。当最不稳定波模对应的频率在～0.5-～0.6Ωe时,这种衰减机制会起作用。并且,该机制在一维和二维粒子模拟中均适用。
王玮韬[8]（2021）在《ATLAS探测器上利用矢量玻色子协同产生过程对高横动量希格斯玻色子衰变至底夸克对过程的测量》文中研究表明ATLAS与CMS实验在2012年发现了希格斯玻色子。在标准模型预言中,衰变为正反底夸克对为希格斯玻色子的主要衰变模式,对应分支比为～58%。该衰变过程在2018年以5.4倍和5.6倍标准误差显着性在ATLAS和CMS实验中被发现。在此之后,ATLAS与CMS实验均开始了对此过程的精确测量工作。而测量高横动量区域的产生截面则是其中重要的一部分,可直接用于检验高能量标度下希格斯玻色子与矢量玻色子的耦合方式与标准模型预言的一致性。夸克在探测器中会经过强子簇射形成喷注,其能量和动量通过一定半径的喷注进行重建。在高横动量情况下,由希格斯玻色子衰变出的两个底夸克相对距离较小,当其距离小于喷注半径时,两夸克形成的喷注会相互重叠。之前的测量使用分立的小半径（R=0.4）量能器喷注以重建希格斯玻色子,其重建效率在高横动量区效率较低。因此为提高事例重建效率,单一大半径量能器喷注（R=1.0）替代了分立的小半径喷注被用于希格斯玻色子的重建。本文展示了基于ATLAS探测器对于高横动量条件下希格斯玻色子与W或Z玻色子协同产生,W与Z玻色子衰变至轻子（W→lv,Z→vv,Z→ll）且希格斯玻色子衰变至正反底夸克对（H→bb）过程的产生截面测量。本次测量基于ATLAS探测器在大型强子对撞机2015至2018年Run-2时期产生的亮度为139 fb-1,质心对撞能量为（?）=13TeV的质子-质子对撞数据。根据W与Z玻色子的不同衰变模式,所有事例被划分为三个独立通道:无轻子通道（Z→vv）,单轻子通道（W→lv）以及双轻子通道（Z→ll）,其中轻子为电子或缪子。希格斯玻色子的质量通过单独的大半径量能器喷注重建,而其衰变出的底夸克则由径迹喷注进行标定。综合三个通道,测量出的H→bb信号产额与标准模型预期结果的比值为0.72-0.28+0.29（统计）-0.22+0.26（系统）。相对于标准模型本底,从数据中观测到的H→bb信号显着性为2.1倍标准误差（期望显着性为2.7倍标准误差）。基于简化模型截面框架,对应于W与Z玻色子横动量在250-400 GeV与高于400 GeV区域的产生截面也被单独给出。另外为了验证实验方法的可信度,本次实验中使用相同方法对WZ与ZZ过程,Z玻色子衰变至正反底夸克对过程（Z→bb）的产生截面进行了测量,测得截面与标准模型预期结果的比值为0.91-0.15+0.15（统计）-0.17+0.25（系统）,对应观测得到的信号显着性为5.4倍标准误差（期望显着性为5.7倍标准误差）。本文首次使用大半径喷注重建H→bb衰变过程,给出了高横动量下的VH过程截面测量。此重建方法在Z→bb过程检验中表现良好。在未来ATLAS实验对高横动量H→bb衰变的研究中,此方法也将成为基准方法,并在超出标准模型的理论、或暗物质寻找等高能量标度下包含H→bb衰变的相关分析中使用。在整个分析中,本作者承担了双轻子通道的全部工作,并在其他两个通道的本底模型研究与统计分析中均有贡献。此外,本作者还担任了分析组和缪子性能研究组间的联络人,负责维护并更新分析框架中与缪子相关的部分。
王秋红[9]（2020）在《利用PandaX二期探测器寻找暗物质》文中研究表明众多的天文学和宇宙学观测都表明了暗物质的存在,且是宇宙物质组成的主要部分。大质量弱相互作用粒子（Weakly Interacting Massive Particle,WIMP）被认为是最有可能的暗物质候选粒子。关于WIMP暗物质粒子的直接探测已经成为当今物理学的前沿课题。最近几十年来,国际上已有各种地下探测实验（例如XENON、LUX）展开了对WIMP暗物质的直接测量。位于中国锦屏地下实验室（CJPL）的PandaX实验采用先进的二相型氙时间投影室技术,对WIMP暗物质进行直接探测,通过测量暗物质等稀有物理事件在液氙中产生的发光和电离信号,进而得到信号发生的位置和能量。PandaX实验组由来自上海交通大学、上海应用物理研究所等十多所研究机构的成员组成。其一期实验PandaX-I在2016年已经完成,以54.0千克×80.1天的曝光量取得了当时国际前沿的暗物质探测结果。二期实验PandaX-Ⅱ利用500千克级的液氙进行更大规模的WIMP暗物质直接探测,于2016年开始运行,到2019年6月正式结束运行,总共积累了132吨·天曝光量的暗物质探测数据。PandaX-Ⅱ在2016和2017年分别发布了曝光量为33吨·天和54吨·天的探测数据,对于40 GeV/(82的WIMP质量得到自旋不相关的WIMP-核子弹性散射截面的上限分别为2.5×10-46和8.6×10-47cm2,是当时世界上最好的探测结果。这篇博士论文将主要介绍PandaX-Ⅱ实验以及对132吨·天的全部曝光量数据的分析。数据分析部分主要讨论分析过程里的一些关键课题和各种分析技术的改进,包括:PandaX-Ⅱ的数据处理流程,信号的质量选择条件,探测器的响应修正,对信号的位置、能量进行重建,低能核反冲与电子反冲事例的刻度和信号模型,探测器中各种本底的估计,对最终候选事例的选择与讨论,以及通过剖面似然拟合分析最终得到的探测灵敏度和排除曲线。通过对PandaX-Ⅱ全部曝光量数据的分析,我们没有发现相对于本底的明显WIMP信号超出,由此得到对自旋不相关的WIMP-核子弹性散射截面上限,其最小排除点是在WIMP质量30 GeV/(82处,散射截面上限为2.2×10-46cm2。通过该研究,我们完善了关于液氙探测器的实验与数据分析技术,能够为下一代四吨级液氙实验PandaX-4T提供重要经验,以进一步覆盖WIMP暗物质信号的参数空间。
吴晗[10]（2020）在《外辐射带相对论电子通量长期倒空事件的研究》文中进行了进一步梳理随着各国对太空探索的不断深入,越来越多的航天器发射升空,稳定的空间环境对卫星的安全保障至关重要。地球辐射带是充满着高能带电粒子的区域,尤其是外辐射带中MeV能量电子会对卫星安全造成巨大威胁,人们越来越需要提高对这些“杀手”电子行为过程的认识。地球辐射带易受太阳风、行星际条件和地磁活动水平影响,变化的太阳风条件和地磁活动水平在磁层里激发的波动也时刻影响着辐射带高能电子含量。虽然关于地球辐射带的研究已有数十年的历史,但我们仍然不能在给定特定太阳驱动和边界条件下,准确无误地再现辐射带中高能粒子的行为。辐射带中存在着这样一类物理现象,即电子通量倒空现象,这类现象在不同L范围、不同磁地方时,不同电子能段有着不同的分布特征。以往研究工作的关注点在相对论电子通量显着变化的阶段,来研究分析导致这种显着变化的内在原因,例如太阳风条件的调制作用、磁暴对电子通量的影响,内在的波粒相互作用机制等。与前人研究工作不同的是:（1）本文对MeV相对论电子通量长期倒空现象进行了系统的研究。从跨度约1.5个太阳活动周此类事件随太阳活动水平的分布特征得出,在太阳周峰年和谷年,太阳活动水平的高低不能完全决定相对论电子通量长期倒空事件的发生率的结论。（2）本文还在前人研究的基础上,引进了更多的参数来分析和探讨相对论电子通量长期倒空事件的客观规律和产生机制。统计研究结果表明,等离子体层顶高度、磁层顶高度以及ULF波强度在事件发生前后都有普遍的变化规律,这一结论可以为后续辐射带预报建模提供很好的理论基础。（3）本文关于相对论电子通量长期倒空现象的统计工作中,最重要的发现就是:在长达17年内,同步轨道上相对论电子通量维持长期倒空状态时,无大磁暴发生。这一研究结果充分说明虽然磁暴发生与否不能决定暴后电子通量的变化,但磁暴强度仍然可以在一定程度上影响相对论电子通量的高低。（4）此外,本文还根据2000-2016年间相对论电子通量长期倒空现象发生时各参数的分布特征制定阈值,预估2017-2019年相对论电子通量长期倒空事件。在满足所有条件时,相对论电子通量大部分出现1-2天后下降的现象。并且大磁暴期间相对论电子通量确实没有发生长期倒空现象,也很难同时满足多个条件。（5）在相对论电子通量长期倒空的统计研究工作中,有一类特殊的物理现象,即相对论电子通量可以在两次连续的磁暴过程中维持长时间的倒空状态,这种现象在长达17年的统计事件里仅发生数次,目前国际上也没有对此类事例相关的研究工作。本文对2016年1月31日至2月5日连续两次磁暴发生期间,相对论电子通量长时间倒空现象进行了详细的物理机制的分析。结果表明:在弱的太阳风扰动和中小强度磁暴发生期间,略微压缩的磁层顶和外向的径向扩散是相对论电子通量在外辐射带外边缘区域下降至背景通量水平,外辐射带中心区域通量下降幅度较小的原因。磁暴恢复相期间,IMF Bz分量以北向分布为主抑制了磁层内一些加速活动,因此相对论电子通量得以维持在背景通量水平。直到增强的ULF波活动与长时间的合声波活动发生时,相对论电子通量才显着增强。这个事例突出了相对论电子通量在两次磁暴过程期间的不同变化,并且充分体现了无EMIC波散射损失机制时,受径向扩散作用在不同L区域相对论电子通量的不同变化特性。（6）通过深入研究还发现,在上述两次磁暴期间,能量较低的keV电子通量和能量较高的MeV电子通量变化有着不同的表现:只有MeV电子通量才能维持长时间倒空状态。在外辐射带电子通量最大值高度的变化上,keV电子与MeV电子可以呈现截然相反的变化趋势。能量越低的电子对亚暴活动更敏感,更能快速地恢复暴前水平或远超暴前水平。在有合声波作用时且没有强烈的损失机制发生时,ULF波强度越高,keV电子加速到MeV电子所需时间约短。本文的研究结果揭示了相对论电子通量长期倒空现象的分布、形成和维持原因,连续两次磁暴过程期间相对论电子通量长期倒空事例也提供了很多有意思并且值得深入的物理现象,为未来辐射带的研究提供了更多的参考和可能性。
二、高能族事例中的能量集中现象（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高能族事例中的能量集中现象（论文提纲范文）
（1）木星太阳风-磁层-电离层/热层耦合研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 太阳风与空间天气 |
| 1.2 木星的概况 |
| 1.3 木星磁层 |
| 1.3.1 磁层顶、磁鞘和弓激波 |
| 1.3.2 内磁层 |
| 1.3.3 等离子体片 |
| 1.3.4 磁层等离子体流 |
| 1.4 木星大气层和电离层 |
| 1.5 木星极光 |
| 1.6 磁层-电离层-热层耦合基本原理 |
| 1.7 小结及本文研究内容 |
| 第2章 木星全球磁层MHD数值模拟 |
| 2.1 MHD数值模型 |
| 2.1.1 磁流体力学基本理论 |
| 2.1.2 木星磁层MHD模型的研究进展 |
| 2.1.3 控制方程 |
| 2.1.4 数值格式简介 |
| 2.1.5 磁层-电离层耦合方法 |
| 2.1.6 Io等离子体源 |
| 2.1.7 计算单位制 |
| 2.1.8 解域和网格 |
| 2.1.9 初始和边界条件 |
| 2.2 木星磁层模拟结果 |
| 2.2.1 北向IMF条件下的木星磁层 |
| 2.2.2 不同太阳风和IMF条件下的木星磁层 |
| 2.3 讨论 |
| 2.3.1 不同磁层-电离层耦合模型间的对比 |
| 2.3.2 磁场内边界条件的影响 |
| 2.3.3 内磁层高纬等离子体流 |
| 2.3.4 木星磁层中的Dungey循环 |
| 2.3.5 木星内源磁场对磁层-电离层耦合的影响 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 木星附近背景太阳风的MHD数值模拟 |
| 3.1 日球层MHD数值模型 |
| 3.1.1 内日球层MHD模型的研究进展 |
| 3.1.2 控制方程 |
| 3.1.3 数值格式简介 |
| 3.1.4 计算单位制 |
| 3.1.5 解域和网格 |
| 3.1.6 初始和边界条件 |
| 3.2 内日球层MHD模拟结果 |
| 3.2.1 卡林顿周内的模拟观测对比 |
| 3.2.2 2007年全年模拟观测对比 |
| 3.3 讨论 |
| 3.3.1 模型的局限性 |
| 3.3.2 不同MHD模型结果之间的比较 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 基于Juno数据的木星磁层-电离层-热层耦合研究 |
| 4.1 背景介绍 |
| 4.1.1 木星MIT耦合及其特征参数 |
| 4.1.2 Juno卫星的介绍 |
| 4.2 研究方法 |
| 4.2.1 Juno数据 |
| 4.2.2 应用的3个模型 |
| 4.2.3 由Juno数据和模型得到关键参数的方法 |
| 4.3 基本结果 |
| 4.3.1 电导率和极光电子沉降之间的关系的初步分析 |
| 4.3.2 本研究中选用的事例描述 |
| 4.3.3 PJ-3S和PJ-6S关键参数的详细分析 |
| 4.3.4 前8圈南极轨道的统计分析 |
| 4.4 讨论 |
| 4.4.1 MIT耦合参数计算的稳定性和误差来源 |
| 4.4.2 计算的电离层电导率和以往研究的对比 |
| 4.4.3 MIT耦合参数的量级 |
| 4.4.4 和MHD模型以及轴对称的共转驱动模型间的比较 |
| 4.4.5 和电离层-热层模型间的比较 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.1.1 木星全球磁层MHD数值模拟 |
| 5.1.2 木星附近背景太阳风的MHD数值模拟 |
| 5.1.3 基于Juno数据的木星磁层-电离层-热层耦合研究 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（2）应用于穿越辐射探测的厚型气体电子倍增器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 序言 |
| 1.1 物理背景 |
| 1.1.1 标准模型 |
| 1.1.2 深度非弹性散射 |
| 1.2 电子离子对撞机 |
| 1.2.1 计划中的电子离子对撞机 |
| 1.2.2 EIC上的探测器 |
| 第二章 EIC上散射电子鉴别 |
| 2.1 带电粒子鉴别方法 |
| 2.1.1 飞行时间探测器 |
| 2.1.2 利用电离能损鉴别粒子 |
| 2.1.3 利用切伦科夫辐射鉴别粒子 |
| 2.1.4 利用穿越辐射鉴别粒子 |
| 2.2 EIC上前向散射电子鉴别 |
| 2.3 穿越辐射探测器概述 |
| 2.3.1 穿越辐射简介 |
| 2.3.2 穿越辐射的产生 |
| 2.3.3 从TR到TRD |
| 2.3.4 实验上的TRD |
| 2.4 TRD灵敏探测器选择:THGEM |
| 第三章 THGEM性能研究 |
| 3. 1 THGEM简介 |
| 3.1.1 气体探测器的测量原理 |
| 3.1.2 THGEM起源——气体电子倍增器(GEM) |
| 3.1.3 THGEM探测器 |
| 3.2 THGEM性能测试 |
| 3.2.1 单级放大的THGEM探测器 |
| 3.2.2 多级放大的THGEM探测器 |
| 3.3 THGEM性能模拟研究 |
| 3.3.1 THGEM基本性能模拟 |
| 3.3.2 Charging-up效应模拟 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 新型THGEM类探测器研制 |
| 4.1 研究内容和研究思路 |
| 4.1.1 传统THGEM存在的问题简述 |
| 4.1.2 研究思路 |
| 4.2 无charging-up效应的THGEM |
| 4.2.1 DLC-THGEM制备方法 |
| 4.2.2 实验设置 |
| 4.2.3 测试结果 |
| 4.2.4 DLC-THGEM计数率能力定性模拟 |
| 4.3 阻性THGEM探测器 |
| 4.3.1 RTGEM生产工艺 |
| 4.3.2 RTGEM性能测试 |
| 4.3.3 高计数率版本的RTGEM |
| 4.3.4 大面积的S-RTGEM |
| 4.4 阻性井型THGEM探测器 |
| 4.4.1 RWELL简介 |
| 4.4.2 5cm×5cm RWELL |
| 4.4.3 二维位置读出的RWELL探测器 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于THGEM的穿越辐射探测器 |
| 5.1 探测器设置 |
| 5.1.1 辐射体选择 |
| 5.1.2 探测器工作气体 |
| 5.1.3 探测器原型 |
| 5.1.4 读出电极与读出电子学 |
| 5.2 探测器实验室测试 |
| 5.3 TRD性能的束流测试 |
| 5.3.1 束流测试系统 |
| 5.3.2 束流测试结果 |
| 5.3.3 TRD电子鉴别能力分析 |
| 5.3.4 影响TRD性能的因素分析 |
| 第六章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 已发表论文 |
| 已授权的发明专利 |
| 会议报告 |
（3）磁场重联及其相关等离子体波动的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 日地空间和磁场重联 |
| 1.1.1 太阳与太阳风中的磁场重联 |
| 1.1.2 地球磁层中的磁场重联 |
| 1.2 无碰撞磁场重联 |
| 1.2.1 磁场重联模型 |
| 1.2.2 无碰撞磁场重联的霍尔结构 |
| 1.2.3 非对称磁场重联的研究 |
| 1.3 磁场重联中的等离子体波动 |
| 1.4 实验室中的哨声波 |
| 1.4.1 LMPD装置中哨声波的研究 |
| 1.4.2 LAPD装置中哨声波的研究 |
| 第二章 磁场重联的霍尔磁场及相关波动 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 非对称重联的霍尔磁场 |
| 2.2.1 粒子模拟方法 |
| 2.2.2 反平行非对称磁场重联的霍尔磁场研究 |
| 2.2.3 反平行重联的非对称度对霍尔磁场的参数研究 |
| 2.2.4 引导场下非对称磁场重联中霍尔磁场的参数研究 |
| 2.2.5 小结 |
| 2.3 磁场重联中哨声波的卫星观测 |
| 2.3.1 MMS卫星简介 |
| 2.3.2 磁层顶磁场重联中的哨声波 |
| 2.3.3 小节 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 实验室等离子体中哨声波的激发与传播 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 线性磁化等离子体装置及诊断方法 |
| 3.3 等离子体波动激发源的构建 |
| 3.4 哨声波的激发 |
| 3.5 哨声波的小尺度密度导管效应 |
| 3.6 本章小节 |
| 第四章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（4）等离子体片边界层中场向电流的观测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 地球磁层 |
| 1.1.1 地磁场和太阳风相互作用 |
| 1.1.2 地球磁尾 |
| 1.1.3 磁尾等离子体片边界层 |
| 1.2 磁层电流体系 |
| 1.2.1 磁层顶电流 |
| 1.2.2 磁尾电流 |
| 1.2.3 环电流 |
| 1.3 场向电流 |
| 1.3.1 电离层场向电流系统 |
| 1.3.2 磁尾场向电流 |
| 1.3.3 太阳风-磁层-电离层耦合 |
| 1.4 类地行星电流观测 |
| 1.4.1 水星 |
| 1.4.2 金星和火星 |
| 1.4.3 磁通量绳 |
| 1.5 小结 |
| 第2章 数据及研究方法 |
| 2.1 MMS数据 |
| 2.1.1 MMS卫星任务 |
| 2.1.2 研究使用数据 |
| 2.2 等离子体片边界层的选定 |
| 2.3 场向电流计算 |
| 2.3.1 计算场向电流的方法 |
| 2.3.2 场向电流事例的认定 |
| 2.3.3 场向电流的空间尺度 |
| 第3章 亚质子尺度场向电流的观测特征 |
| 3.1 背景介绍 |
| 3.2 数据和方法 |
| 3.2.1 MMS Burst Mode数据 |
| 3.2.2 FAC计算和事例筛选 |
| 3.3 事例分析 |
| 3.3.1 事例1 |
| 3.3.2 事例2和事例3 |
| 3.3.3 其它事例 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 动力学尺度场向电流的分布特征 |
| 4.1 背景介绍 |
| 4.2 场向电流事例筛选 |
| 4.2.1 数据 |
| 4.2.2 事例筛选 |
| 4.3 场向电流的分布特征 |
| 4.3.1 FACs的空间分布 |
| 4.3.2 FACs的大小分布 |
| 4.3.3 FACs与地磁活动的联系 |
| 4.4 PSBL与上游太阳风的相关性 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 场向电流载流子的种类和能量范围 |
| 5.1 背景介绍 |
| 5.2 数据和方法 |
| 5.3 事例观测 |
| 5.3.1 2017年6月21日事例1 |
| 5.3.2 2017年6月18日事例2 |
| 5.3.3 2017年8月3日事例3 |
| 5.4 统计结果 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 类地行星电流观测: 金星磁通量绳的性质 |
| 6.1 背景介绍 |
| 6.2 事例筛选 |
| 6.3 磁通量绳在晨昏区性质 |
| 6.3.1 磁通量绳的空间发生率 |
| 6.3.2 磁通量绳的尺度 |
| 6.3.3 磁通量绳的方向 |
| 6.3.4 磁通量绳的螺度 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）在ATLAS探测器上研究WZ玻色子对的产生与其全轻衰变过程（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 研究目标及分析简介 |
| 第2章 理论模型 |
| 2.1 粒子物理标准模型 |
| 2.1.1 标准模型矢量玻色子 |
| 2.1.2 标准模型费米子 |
| 2.2 新物理信号模型 |
| 2.2.1 Heavy Vector Triplet(HVT)理论 |
| 2.2.2 Georgi-Machacek(GM)模型 |
| 2.3 pp→WZ→lvll反应 |
| 第3章 实验装置与实验数据 |
| 3.1 大型强子对撞机 |
| 3.2 ATLAS探测器 |
| 3.2.1 内部探测器 |
| 3.2.2 量能器 |
| 3.2.3 μ子谱仪 |
| 3.2.4 磁铁系统 |
| 3.2.5 前端的探测器 |
| 3.2.6 触发系统 |
| 3.2.7 运算资源 |
| 3.3 实验数据 |
| 3.3.1 真实数据样本 |
| 3.3.2 模拟数据样本 |
| 第4章 物理对象重建及筛选 |
| 4.1 主要顶点重建 |
| 4.2 电子重建及筛选 |
| 4.3 μ子重建及筛选 |
| 4.4 强子喷注重建及筛选 |
| 4.5 中微子与丢失横动量的重建 |
| 4.6 重叠排除 |
| 第5章 事例筛选 |
| 5.1 WZ事例筛选 |
| 5.1.1 三轻子事例预筛选 |
| 5.1.2 通用WZ事例筛选 |
| 5.1.3 信号WZ事例筛选 |
| 5.1.4 受控区域的筛选 |
| 5.2 MC事例权重 |
| 5.3 事例筛选结果 |
| 第6章 本底估计 |
| 6.1 真实本底 |
| 6.2 误判本底 |
| 6.2.1 误判本底来源 |
| 6.2.2 矩阵方法 |
| 6.2.3 误判率测量 |
| 6.2.4 矩阵方法自洽性检验 |
| 6.3 本底估计结果 |
| 第7章 误差估计 |
| 7.1 统计误差 |
| 7.2 亮度误差 |
| 7.3 理论误差 |
| 7.4 事例重建与筛选误差 |
| 7.5 误判本底估计误差 |
| 第8章 统计学方法 |
| 8.1 统计学方法概述 |
| 8.1.1 参数估计 |
| 8.1.2 假设检验 |
| 8.2 极大似然估计 |
| 8.2.1 似然函数 |
| 8.2.2 冗余参数 |
| 8.2.3 包含冗余参数的极大似然估计 |
| 8.3 似然比假设检验 |
| 8.3.1 检验统计量 |
| 8.3.2 信号发掘 |
| 8.3.3 上限抽取 |
| 第9章 分析结果 |
| 9.1 信号强度拟合结果 |
| 9.2 信号截面乘以分支比上限 |
| 第10章 全Run-Ⅱ数据分析 |
| 10.1 全Run-Ⅱ分析数据样本 |
| 10.1.1 data样本 |
| 10.1.2 MC样本 |
| 10.2 全Run-Ⅱ分析物理对象重建及事例筛选 |
| 10.2.1 物理对象重建及筛选 |
| 10.2.2 事例筛选 |
| 10.2.3 多元变量分析方法信号筛选 |
| 10.3 全Run-Ⅱ分析本底估计 |
| 10.4 全Run-Ⅱ分析误差估计 |
| 10.5 全Run-Ⅱ分析阶段性成果 |
| 第11章 分析结果拓展——WZ极化比例测量 |
| 11.1 WZ反应极化比例测量概述 |
| 11.2 数据样本 |
| 11.3 阶段性测量结果 |
| 第12章 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 样本列表 |
| B. data/MC受控变量分布比较 |
| C. 误判本底受控区域示意图 |
| D. 系统误差示意图表 |
| E. 拟合相关图表 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（6）不同能量、电荷态离子与N2O分子碰撞的电离解离研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 离子碰撞电离解离实验 |
| 1.2 离子分子碰撞电离解离研究进展 |
| 1.2.1 碰撞机制及对解离影响 |
| 1.2.2 分子离子的解离机制 |
| 1.2.3 分子几何构型 |
| 1.3 论文的研究目标以及章节结构 |
| 参考文献 |
| 第2章 离子碰撞电离解离实验装置与实验方法 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.1.1 超音速冷靶 |
| 2.1.2 飞行时间质谱 |
| 2.1.3 两维位置灵敏探测器 |
| 2.1.4 数据获取系统 |
| 2.2 数据处理与动量重构 |
| 2.3 实验方法 |
| 参考文献 |
| 第3章 离子碰撞电离解离动力学的研究 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 反应通道的鉴别 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 离子碰撞N_2O分子的解离机制研究 |
| 4.1 研究背景 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 N_2O~(2+)两体延迟解离 |
| 4.3.2 N_2O~(3+/4+)三体解离 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 库仑爆炸成像N20分子构型 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 利用N_2O~(2+/3+)两体解离重构分子键长 |
| 5.3.2 利用N_2O~(3+/4+)三体解离重构分子构型 |
| 5.3.3 利用N_2O~(5+/6+)三体解离重构分子构型 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 (e,2e+ion)电子-离子符合谱仪的研制 |
| 6.1 (e,2e+ion)研究概述 |
| 6.2 谱仪设计 |
| 6.2.1 电子探测系统 |
| 6.2.2 离子探测系统 |
| 6.2.3 电子束源系统 |
| 6.2.4 电子学和数据采集系统 |
| 6.2.5 谱仪的供电系统 |
| 6.2.6 真空腔体、真空获取系统以及磁屏蔽 |
| 6.3 (e,2e+ion)谱仪的调试 |
| 6.3.1 谱仪的对中 |
| 6.3.2 探测器的调试 |
| 6.3.3 电子探测系统的调试 |
| 6.3.4 离子探测系统的调试 |
| 6.4 CH_3I分子的(e,2e+ion)实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 总结和展望 |
| 在读期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（7）电磁离子回旋波与合声波的观测及模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 引言 |
| 1.1 地球磁层 |
| 1.1.1 地球磁层的结构 |
| 1.1.2 辐射带 |
| 1.1.3 环电流 |
| 1.1.4 等离子体层 |
| 1.2 内磁层中粒子的周期运动 |
| 1.2.1 地球偶极场模型 |
| 1.2.2 回旋运动 |
| 1.2.3 弹跳运动 |
| 1.2.4 漂移运动 |
| 1.3 内磁层中的波动 |
| 1.3.1 波动的基本理论 |
| 1.3.2 内磁层中的常见波动 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 第2章 电磁离子回旋波的基本特征及源区 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数据简介及分析方法 |
| 2.2.1 范艾伦探测器 |
| 2.2.2 地磁活动指数与太阳活动参数 |
| 2.2.3 电磁离子回旋波的分析方法 |
| 2.3 电磁离子回旋波的基本性质研究 |
| 2.3.1 观测结果 |
| 2.3.2 小结 |
| 2.4 电磁离子回旋波的源区研究 |
| 2.4.1 观测结果 |
| 2.4.2 小结 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 电磁离子回旋波与粒子的相互作用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电磁离子回旋波对离子的加热 |
| 3.2.1 观测结果 |
| 3.2.2 小结 |
| 3.3 电磁离子回旋波引起的相对论电子沉降 |
| 3.3.1 数据简介及分析方法 |
| 3.3.2 观测结果 |
| 3.3.3 小结 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 合声波中能量间隙的形成机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 粒子模拟方法 |
| 4.3 下波段合声波的串级 |
| 4.3.1 模拟参数 |
| 4.3.2 模拟结果 |
| 4.3.3 小结 |
| 4.4 平台分布对合声波的衰减 |
| 4.4.1 模拟参数 |
| 4.4.2 模拟结果 |
| 4.4.3 小结 |
| 4.5 平台分布对于能量间隙的影响 |
| 4.5.1 参数设置 |
| 4.5.2 线性理论分析 |
| 4.5.3 小结 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（8）ATLAS探测器上利用矢量玻色子协同产生过程对高横动量希格斯玻色子衰变至底夸克对过程的测量（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 物理背景简介 |
| 第2章 理论基础与实验装置 |
| 2.1 粒子物理的标准模型 |
| 2.2 对称破缺与希格斯机制 |
| 2.3 希格斯玻色子 |
| 2.4 高横动量下的VH过程 |
| 2.5 强子对撞过程的模拟 |
| 2.6 大型强子对撞机 |
| 2.7 ATLAS探测器 |
| 2.7.1 内部径迹探测器 |
| 2.7.2 量能器 |
| 2.7.3 缪子谱仪系统 |
| 2.7.4 触发与数据采集系统 |
| 2.7.5 亮度测量系统 |
| 2.8 探测器模拟 |
| 2.9 数据与模拟样本 |
| 第3章 物理对象重建 |
| 3.1 径迹与主要顶点 |
| 3.2 电子与光子 |
| 3.3 缪子 |
| 3.4 喷注 |
| 3.4.1 量能器喷注 |
| 3.4.2 径迹喷注 |
| 3.4.3 喷注刻度 |
| 3.4.4 large-R喷注刻度与JES,JMS,JMR |
| 3.5 b标定 |
| 3.6 丢失横能量 |
| 第4章 物理对象确定和事例筛选 |
| 4.1 触发选择 |
| 4.2 物理对象确定 |
| 4.2.1 轻子 |
| 4.2.2 强衰变τ |
| 4.2.3 large-R喷注 |
| 4.2.4 径迹喷注 |
| 4.2.5 small-R喷注 |
| 4.2.6 丢失横能量 |
| 4.2.7 重叠移除 |
| 4.3 事例筛选 |
| 4.3.1 希格斯玻色子的重建和筛选 |
| 4.3.2 无轻子通道筛选 |
| 4.3.3 单轻子通道筛选 |
| 4.3.4 双轻子通道筛选 |
| 4.4 事例分类 |
| 4.5 large-R喷注质量修正 |
| 4.5.1 包含缪子的喷注修正 |
| 4.5.2 运动学拟合 |
| 4.5.3 喷注质量修正结果 |
| 第5章 信号与本底模型模拟与计算 |
| 5.1 信号过程模型 |
| 5.1.1 总截面计算 |
| 5.1.2 Next-to-leading order电弱修正 |
| 5.1.3 不确定性来源 |
| 5.2 本底模型 |
| 5.2.1 顶夸克对过程 |
| 5.2.2 单顶夸克过程 |
| 5.2.3 矢量玻色子与喷注协同产生过程 |
| 5.2.4 双玻色子过程 |
| 5.2.5 QCD多喷注本底 |
| 第6章 系统不确定性 |
| 6.1 实验系统不确定性 |
| 6.2 模型系统不确定性 |
| 第7章 统计分析 |
| 7.1 似然函数定义 |
| 7.2 拟合的输入参量 |
| 7.3 扰动参数的处理 |
| 7.3.1 单方向系统不确定性的对称化 |
| 7.3.2 系统不确定性的平滑处理 |
| 7.3.3 不确定性的修剪 |
| 7.4 VH与VZ信号强度的同步拟合 |
| 7.4.1 扰动参数的拉动和约束 |
| 7.4.2 相关性矩阵 |
| 7.4.3 拟合后m_J分布 |
| 7.4.4 拟合后各通道事例产额 |
| 7.4.5 拟合后各通道事例产额变化 |
| 7.4.6 其他拟合后分布 |
| 第8章 结果 |
| 8.1 VH信号过程结果 |
| 8.1.1 拟合中扰动参数对于VH信号的影响 |
| 8.1.2 不确定性列表 |
| 8.1.3 兼容性测试 |
| 8.2 VZ过程结果 |
| 8.2.1 扰动参数对VZ信号强度的影响 |
| 8.2.2 VZ信号强度不确定性列表 |
| 8.2.3 兼容性测试 |
| 8.3 简化模板截面测量 |
| 8.3.1 信号分类和几何接受度 |
| 8.3.2 STXS测量结果 |
| 第9章 结论 |
| Bibliography |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（9）利用PandaX二期探测器寻找暗物质（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号列表 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 暗物质存在的证据 |
| 1.1.1 星系旋转曲线 |
| 1.1.2 子弹星系团 |
| 1.1.3 宇宙微波背景辐射 |
| 1.2 暗物质候选粒子 |
| 1.2.1 惰性中微子 |
| 1.2.2 轴子 |
| 1.2.3 大质量弱相互作用粒子(WIMP) |
| 1.3 WIMP暗物质探测 |
| 1.3.1 对撞机实验 |
| 1.3.2 间接探测暗物质 |
| 1.3.3 直接探测暗物质 |
| 1.4 二相型液氙时间投影室 |
| 1.4.1 液氙的特性 |
| 1.4.2 二相型液氙时间投影室的探测原理 |
| 第2章 PandaX-Ⅱ实验介绍 |
| 2.1 中国锦屏地下实验室 |
| 2.2 PandaX-Ⅱ探测器 |
| 2.2.1 被动屏蔽系统 |
| 2.2.2 时间投影室 |
| 2.2.3 刻度系统 |
| 2.3 PandaX-Ⅱ运行历史和数据总结 |
| 第3章 PandaX-Ⅱ数据的事例重建和质量条件 |
| 3.1 数据处理流程 |
| 3.1.1 Bamboo-Shoot |
| 3.1.2 PandaX-Chain |
| 3.1.3 PandaX-Tools和Event Selector |
| 3.2 光电管增益刻度 |
| 3.2.1 光电管运行状况 |
| 3.2.2 光电管增益的计算 |
| 3.2.3 低增益光电管的修正 |
| 3.3 信号的位置重建 |
| 3.3.1 垂直方向的位置重建 |
| 3.3.2 水平方向的位置重建 |
| 3.4 信号选取的质量条件 |
| 3.4.1 对 S1 信号的质量条件 |
| 3.4.2 对 S2 信号的质量条件 |
| 3.4.3 对事例位置重建的质量条件 |
| 3.4.4 其它质量条件 |
| 3.4.5 信号质量条件的“平顶”选择效率ε_(plateau) |
| 第4章 PandaX-Ⅱ探测器的响应和刻度 |
| 4.1 探测器的非均匀性修正 |
| 4.1.1 S1 信号修正 |
| 4.1.2 S2 信号垂直方向的修正 |
| 4.1.3 S2 信号水平方向的修正 |
| 4.2 BLS非线性修正 |
| 4.3 单电子增益 |
| 4.4 信号的能量重建 |
| 4.4.1 Run 9 PDE和EEE的扫描 |
| 4.4.2 Run 10 PDE和EEE的扫描 |
| 4.4.3 Run 11 PDE和EEE |
| 4.5 核反冲与电子反冲刻度 |
| 4.5.1 核反冲与电子反冲事例分布 |
| 4.5.2 PandaX-Ⅱ信号模型 |
| 4.5.3 S1和S2信号选择效率 |
| 第5章 PandaX-Ⅱ暗物质探测数据中的本底估计 |
| 5.1 电子反冲本底 |
| 5.1.1 ~(127)Xe本底 |
| 5.1.2 氚本底 |
| 5.1.3 探测器材料伽马本底 |
| 5.1.4 ~(136)Xe的双β衰变和太阳中微子本底 |
| 5.1.5 ~(220)Rn本底 |
| 5.1.6 ~(222)Rn本底 |
| 5.1.7 氪本底 |
| 5.2 中子本底 |
| 5.2.1 估计中子本底的新方法 |
| 5.2.2 利用AmBe数据进行刻度 |
| 5.2.3 中子探测器模拟的改进 |
| 5.2.4 新方法得到的PandaX-Ⅱ中子本底 |
| 5.3 偶然符合本底 |
| 5.3.1 孤立 S1 信号 |
| 5.3.2 孤立 S2 信号 |
| 5.3.3 随机匹配孤立 S1 和孤立 S2 与BDT方法 |
| 5.4 表面本底 |
| 5.5 PandaX-Ⅱ本底水平总结 |
| 第6章 PandaX-Ⅱ暗物质探测数据中的最终候选事例 |
| 6.1 暗物质信号探测的选择条件 |
| 6.2 最终候选事例及分布 |
| 6.3 泄露事例的讨论 |
| 第7章 PandaX-Ⅱ实验的WIMP探测灵敏度和排除线 |
| 7.1 剖面似然拟合分析 |
| 7.2 探测灵敏度和最终排除线 |
| 第8章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（10）外辐射带相对论电子通量长期倒空事件的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 地球辐射带的结构 |
| 1.1.1 内辐射带 |
| 1.1.2 槽区 |
| 1.1.3 外辐射带 |
| 1.2 地球亚暴和磁暴 |
| 1.2.1 亚暴 |
| 1.2.2 磁暴 |
| 1.3 相对论电子通量倒空现象 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 外辐射带电子的输送、损失和加速机制 |
| 2.1 绝热和非绝热作用 |
| 2.1.1 单粒子轨道理论与绝热不变量 |
| 2.1.2 磁暴“Dst效应”——完全绝热作用 |
| 2.1.3 非绝热作用 |
| 2.2 径向扩散与磁层顶损失 |
| 2.2.1 径向扩散 |
| 2.2.2 “磁层顶阴影”损失机制 |
| 2.3 波粒相互作用 |
| 2.3.1 超低频波(ULF waves) |
| 2.3.2 合声波(Chorus waves) |
| 2.3.3 电磁离子回旋波(EMIC waves) |
| 2.3.4 等离子体层嘶声波(Plasmaspheric hiss waves) |
| 2.3.5 波粒相互作用小结 |
| 2.4 PSD的介绍及应用 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 基于多卫星观测方法的介绍和其它数据来源 |
| 3.1 卫星轨道简介和仪器参数说明 |
| 3.1.1 地球同步轨道卫星 |
| 3.1.2 近极地太阳同步轨道卫星 |
| 3.1.3 近赤道面卫星 |
| 3.2 太阳风数据、地磁数据 |
| 3.3 ULF波指数 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 地球同步轨道相对论电子通量长期倒空事件的统计研究 |
| 4.1 相对论电子通量长期倒空事件的定义 |
| 4.2 相对论电子通量长期倒空事件在太阳活动周内的年分布特点 |
| 4.3 相对论电子通量长期倒空事件产生条件和结束条件的统计特征 |
| 4.3.1 磁层顶高度和等离子体层顶高度模型介绍 |
| 4.3.2 时间序列叠加法 |
| 4.3.3 讨论 |
| 4.4 维持相对论电子通量长期倒空现象的条件及其与磁暴强度的关系 |
| 4.4.1 有无磁暴发生事件的选取标准 |
| 4.4.2 有无磁暴发生事件期间太阳风参数和地磁参数的统计对比 |
| 4.4.3 磁暴强度与维持相对论电子通量长期倒空现象的联系 |
| 4.4.4 讨论 |
| 4.5 各类参数的量化和预估 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 连续两次磁暴发生期间外辐射带相对论电子通量长期倒空事件特征和机制的研究 |
| 5.1 行星际条件和地磁活动水平 |
| 5.2 多卫星观测相对论电子通量的变化 |
| 5.2.1 同步轨道卫星观测结果 |
| 5.2.2 RBSP观测结果 |
| 5.2.3 极轨卫星观测结果 |
| 5.3 讨论 |
| 5.3.1 暴时磁场与环电流 |
| 5.3.2 相空间密度 |
| 5.3.3 波粒相互作用与相对论电子通量增长 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 外辐射带不同能量高能电子对两次连续磁暴的不同响应 |
| 6.1 多卫星观测不同能量高能电子通量的变化 |
| 6.2 不同能量电子在外辐射带通量峰值处的变化 |
| 6.3 不同L高度电子能量分布特征 |
| 6.4 讨论 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
四、高能族事例中的能量集中现象（论文参考文献）
- [1]木星太阳风-磁层-电离层/热层耦合研究[D]. 王宇贤. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2021(01)
- [2]应用于穿越辐射探测的厚型气体电子倍增器研究[D]. 宋国锋. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]磁场重联及其相关等离子体波动的研究[D]. 桑龙龙. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [4]等离子体片边界层中场向电流的观测研究[D]. 陈远强. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]在ATLAS探测器上研究WZ玻色子对的产生与其全轻衰变过程[D]. 鲁妙然. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [6]不同能量、电荷态离子与N2O分子碰撞的电离解离研究[D]. 赵曦. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [7]电磁离子回旋波与合声波的观测及模拟研究[D]. 陈华岳. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [8]ATLAS探测器上利用矢量玻色子协同产生过程对高横动量希格斯玻色子衰变至底夸克对过程的测量[D]. 王玮韬. 中国科学技术大学, 2021(06)
- [9]利用PandaX二期探测器寻找暗物质[D]. 王秋红. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2020(01)
- [10]外辐射带相对论电子通量长期倒空事件的研究[D]. 吴晗. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2020(01)