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World File Search System粒子束
俄罗斯共轨反卫星试验
共轨 ASAT 将拦截器送入轨道，然后操纵拦截器改变轨道，使其接近目标。共轨 ASAT 可以在进入轨道后立即操纵接近目标，也可以在长时间处于休眠状态后操纵接近目标。它们可以通过超高速直接碰撞、释放与目标相撞的碎片云、使用机械臂损坏或移除目标卫星的部件，或者在近距离使用电子战或定向能武器来试图损坏或摧毁目标。无论使用哪种技术，共轨 ASAT 都需要机载制导、导航和控制系统来识别和跟踪目标空间物体并微调其轨迹以进行适当的拦截。冷战期间，苏联曾多次努力开发、测试和部署共轨 ASAT 能力。人们考虑了几种不同的共轨道武器部署概念，包括激光器、导弹平台、载人和无人炮兵平台、机器人操纵器、粒子束、霰弹枪式弹丸炮和核太空地雷，但大多数都在绘图板上夭折了。¹
在双曲 Paul 阱中捕获高电荷离子
1 美国国家标准与技术研究所 (NIST)，美国马里兰州盖瑟斯堡 20899 2 特拉华大学，美国特拉华州纽瓦克 19716 3 克莱姆森大学，美国南卡罗来纳州克莱姆森 29634 4 马里兰大学，美国马里兰州帕克分校 20742 将离子限制在离子阱中有许多有趣的应用，包括精密光谱学、量子计量学以及强耦合单组分等离子体中的集体行为。在大多数情况下，单电荷离子或几次电离的物质是在离子阱内原位产生的。但是，某些应用需要专用的外部离子源。例如，将离子束注入线性射频 (RF) 阱中，形成以空间电荷为主的非中性等离子体，用于模拟强带电粒子束传播的实验，例如重离子聚变反应堆、散裂中子源和高能物理中的粒子束。强空间电荷效应使高电荷离子 (HCI) 的隔离更加复杂，该效应与电荷状态的平方成正比。在这项工作中，我们报告了在双曲线 RF 阱中捕获 ~500 Ne 10+ 离子。高电荷离子从 NIST 的电子束离子源/阱 (EBIS/T) 中提取，随后由 7 米长的光束线引导至离子阱装置；嵌套在静电光束线光学器件中的电荷质量分析仪用于选择要在 RF 阱中重新捕获的单个电荷状态 (Ne 10+)。我们讨论了实验优化，并将结果与计算机模拟进行了比较。实验捕获效率达到了 ~20%，在双曲线 RF 阱中捕获了 ~500 个 Ne 10+ 离子，与单元 Penning 阱中达到的捕获效率相当 [1]。RF 阱中可用的更大光学通道有利于改进光谱实验。由于 RF 驱动的微运动加热并且没有任何冷却机制，观察到的存储在 RF 阱中的 Ne 10+ 离子的存储寿命为 69 毫秒，短于单元 Penning 阱中相应的存储寿命。尽管如此，这对于各种光谱实验都很有用，包括许多电荷状态的原子状态寿命测量。探索了增加捕获离子数量和存储寿命的可能改进方法。参考文献
利用天问一号H-ENA观测反演火星上游太阳风参数
发展了一种通过测量近火星空间中氢能中性原子（H-ENA）反演太阳风参数的算法。假设H-ENA是由太阳风中的质子与外大气层中性子发生交换碰撞而产生的，在磁流体力学（MHD）模拟太阳风与火星相互作用的基础上，建立了H-ENA模型，研究了H-ENA的特性。结果表明，太阳风H-ENA与太阳风一样，是高速、低温的粒子束，而磁鞘H-ENA速度较慢、温度较高，能量分布较广。假设太阳风H-ENA通量服从麦克斯韦速度分布，高斯函数最适合拟合太阳风H-ENA通量，由此可以反演太阳风的速度、密度和温度。进一步基于H-ENA模型模拟的ENA通量研究表明，反演太阳风参数的精度与ENA探测器的角度和能量分辨率有关。最后，利用天问一号任务的H-ENA观测数据验证了该算法。反演后的上游太阳风速度与原位等离子体测量结果接近。我们的结果表明，从H-ENA观测数据反演的太阳风参数可以作为火星空间环境研究数据集的重要补充，因为火星空间环境研究缺乏对上游SW条件的长期连续监测。
准分子激光投影光刻技术综述
本文回顾了准分子激光投影光刻技术的早期发展状况。尽管这些技术自 1982 年以来一直处于中等发展速度，但直到今年，它们对未来微加工的特殊力量和重要性才得到广泛认可。2 现在看来，随着进一步发展，这项相对被忽视的新技术可能会在未来十年为微电子行业提供大部分生产能力。具体而言，完全可以预见，正是凭借这项技术，光学技术可以扩展到实现接近 0.25 J.1m 尺寸的生产吞吐量，远远超过去年为 x 射线和粒子束光刻保留的范围。也有可能这项技术将成为终极光学技术，达到基本材料限制最终将要求脱离光学光刻的地步。对未来光刻的需求是强烈的。在撰写本文时，可以使用商用步进重复系统生产 4 Mbit 动态随机存取存储器 (DRAM)，无需子场拼接。这项任务已经需要现存最接近完美的宽场成像光学系统，用于任何商业用途。16 Mbit 和 32 Mbit 芯片将需要 - 10 9 个光场像素，是这些系统的两到四倍。正如下面所示，开发合适的紫外 (UV) 准分子投影系统的挑战绝非易事。
CERN Courier
粒子物理学和超导性紧密相连。由超导电缆制成的磁铁，尤其是由铌钛制成的磁铁，可使高能束流在对撞机中循环，并为粒子探测器提供更强的磁场。LHC 是有史以来最大的超导机器，而它的两个探测器包含规模空前的超导磁体，使希格斯玻色子在五年前被发现。对更高性能机器的需求，例如 LHC 光度升级和未来的圆形对撞机，需要下一代导体，例如铌锡，而 CERN 正在朝着此类技术快速迈进。继 MRI 之后，粒子物理学是超导体公司的最大客户，而 ITER 聚变实验也对全球铌锡生产产生了巨大影响。超导磁体的发展离不开超导射频腔的快速发展，超导射频腔用于加速粒子束，这一点从 20 世纪 90 年代 LHC 前身 LEP 的升级，到如今欧洲 X 射线自由电子激光器和可能的线性对撞机的实现，都可见一斑。高温超导体有望实现性能飞跃，30 年前人们就发现了高温超导体，但至今仍是一个谜。欧洲核子研究中心 (CERN) 正在这一领域取得重要进展，并已启动培训下一代超导研究人员的计划。粒子物理学正与工业界一起帮助我们实现全部
数字版 - CERNCOURIER
粒子物理学和超导性紧密相连。由超导电缆制成的磁铁，尤其是由铌钛制成的磁铁，可使高能束流在对撞机中循环，并为粒子探测器提供更强的磁场。LHC 是有史以来最大的超导机器，而它的两个探测器包含规模空前的超导磁体，使希格斯玻色子在五年前被发现。对更高性能机器的需求，例如 LHC 光度升级和未来的圆形对撞机，需要下一代导体，例如铌锡，而 CERN 正在朝着此类技术快速迈进。继 MRI 之后，粒子物理学是超导体公司的最大客户，而 ITER 聚变实验也对全球铌锡生产产生了巨大影响。除了超导磁体之外，超导射频腔也得到了快速发展，用于加速粒子束——正如 20 世纪 90 年代 LHC 前身 LEP 的升级以及如今欧洲 X 射线自由电子激光器和可能的线性对撞机的实现所展示的那样。高温超导体有望实现性能飞跃，30 年前人们就发现了高温超导体，但至今仍是一个谜。欧洲核子研究中心正在这一领域取得重要进展，并已启动培训下一代超导研究人员的计划。粒子物理学与工业界一起帮助我们实现全部
2022早期职业研究计划奖摘要
这项研究将开发用于梁拦截设备（例如梁窗和粒子生产目标）的高级材料，以提高下一代加速器目标设施的性能，可靠性和运行寿命。新型高渗透合金和纳米纤维材料的微观结构和热机械性能将被专门定制，以在2.4兆瓦的长基线中微子设施（例如2.4兆瓦的长基线中微子设施）中实现高功率二级粒子束的产生。该研究项目将将束内实验与互补的模拟相结合，以开发辐射损伤和热休克耐受材料，这是两种领先的横切材料挑战，这些挑战破坏了光束裂伤设备的性能和寿命。迭代模拟，以优化材料组成，物理性能和光束诱导的热机械响应将基于既定的功绩指导材料设计和制造过程。随后使用低能离子和原型高能质子进行材料辐照实验，然后进行广泛的辐照后材料表征，将评估和符合将来在将来的高功率目标设施中使用的材料。这些新型的光束裂伤材料不断受颗粒梁的轰击，必须承受横梁强度的缩放顺序增加。使用常规材料已经限制了实验范围，超出当前最新材料的稳健材料的发展至关重要。新颖的材料将使未来世界领先的加速器设施的可靠运行能够支持新的高能物理学科学发现。
空间表面的电位
在过去十年中，地球磁层中的航天器测量到的静电电位高达数十 kV 量级。太空观测结果显示太阳系中的自然物体也存在巨大电位。静电放电可能对航天器造成物质损坏和操作干扰。尘埃等自然物体可能受到干扰，其运动受到电磁力的影响。太空中物体的电位由各种充电电流之间的平衡决定。最重要的是等离子体粒子的电荷转移、光电发射和二次电子发射，有时其他充电机制也会起作用。物体的电荷和运动以及局部磁场和电场都会影响电流。电介质表面可能具有表面电位梯度，这可以通过产生势垒来影响电流平衡。这些过程针对太阳系和星际空间中的物体进行了评估。预期的平衡电位范围从电离层的负几十分之一伏到安静磁层和行星际空间的正几伏。然而，在热等离子体（如受扰磁层）中，尤其是在阴影表面上，可能会出现较大的负电位。星际空间中的电位可以是正的也可以是负的，这取决于当地辐射场和等离子体的特性。在已测量过航天器电位的地区，结果通常与这些预期一致。偏差可以归因于偏置或介电表面的影响，或天线等大型结构中的磁感应效应。已经开展了深入的研究工作，以测量材料特性、研究充电和放电过程、将电流平衡建模为真实的航天器配置，并获取太空中的更多数据。已经使用被动方法（例如仔细选择表面材料）和主动方法（例如发射带电粒子束）进行了航天器电位控制实验。该评论最后对充电效应可能发挥重要作用的天体物理应用进行了调查。
库仑激发截面
人们对 229 Th 核中低能级同质异能态 3 / 2 + （ E < 10 eV）产生了浓厚的兴趣，因为可以设计超精密核钟 [1, 2, 3, 4]、光学范围的核激光器 [5, 6] 和 VUV 范围的核发光二极管 [7]，以及研究许多不寻常的过程：激光辐射通过电子桥处的电子壳层激发和衰变 229 m Th [8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15]，通过边界条件 [16] 或化学环境 [17, 18] 控制同质异能能级 γ 衰变，229 m Th 异构体的 α 衰变 [19] 及其伴随的轫致辐射 [20]，精细结构常数和强相互作用参数变化的相对影响 [21, 22, 23]、长时间衰变定律的指数性检验 [24] 等。229 m Th 同质异能态的激发能量是所有已知原子核中最低的。根据最新数据 [25]，它的能量 E is 为 8.19±0.12 eV。这个结果与文献 [26] 中获得的 E is = 8.28±0.17 eV 值接近，也与文献 [27] 测量的 E is = 8.10±0.17 eV 和文献 [28] 中的 E is = 7.8±0.5 eV 接近。在此之前，在 1990 年至 2007 年的相当长的一段时间内，人们认为 E is < 5 eV [29, 30]。目前，233 U 的 α 衰变实际上是获得 229 m Th 异构体的唯一方法。目前无法通过激光辐射有效激发 229 m Th，因为这需要比现在更精确地了解跃迁能量。因此，在工作 [7] 中，提出通过非弹性电子散射激发 229 m Th。事实证明，在束流能量区域 E ≈ 10 eV 内，激发截面达到 10 − 25 cm 2 的值。如此大的截面表明，使用带负电的粒子束获得 229 m Th 的方法是有前途的。作为工作 [7] 的延续，我们在此考虑低能μ子与 229 Th 核的非弹性散射过程。此类工作的先决条件可能是以下考虑。在 Born 近似中，核激发到能量为 E 的同质异能态的截面在文献 [31] 中通过分析获得，在文献 [32] 中通过分析获得。磁偶极子 ( M 1) 跃迁和电四极子 ( E 2) 跃迁的截面形式为 [31, 32]
2025 财年国会辩护高能物理...
高能物理概述 高能物理 (HEP) 计划的使命是通过发现物质和能量的基本成分、探究它们之间的相互作用以及探索空间和时间的基本性质，了解宇宙在最基本的层面上是如何运作的。HEP 通过在粒子物理学领域的卓越科学发现以及对世界一流科学用户设施的管理来实现其使命，这些设施支持尖端研究和开发 (R&D)。HEP 继续按时、按预算交付重大建设项目，并为用户提供可靠可用的运营设施。HEP 的工作使美国在国际粒子物理研究和合作方面保持全球领先地位。我们目前对物质和能量的基本成分及其支配力的理解是由粒子物理学的标准模型描述的。然而，实验测量表明标准模型是不完整的，未来的实验可能会发现新的物理学。2014 年 5 月，粒子物理项目优先小组 (P5) 的报告“为发现而建：美国高能物理战略计划”全球背景下的粒子物理，继续指导美国能源部 (DOE) 和国家科学基金会 (NSF) 制定美国高能物理十年战略计划，以应对 20 年全球愿景。2014 年 P5 报告确定了粒子物理的五个相互交织的科学驱动因素，它们提供了令人信服的探究路线，有望发现标准模型之外的东西： 使用希格斯玻色子作为发现的新工具； 追求与中微子质量相关的物理学； 确定暗物质的新物理学； 了解宇宙加速：暗能量和膨胀； 探索未知：新粒子、相互作用和物理原理。2022 年 12 月，DOE 和 NSF 责成高能物理咨询小组 (HEPAP) 组建一个新的 P5 小组，制定该领域的十年计划。在 2023 年 12 月的 HEPAP 会议上，小组提交了新的 2023 年 P5 报告“探索量子宇宙：粒子物理学创新和发现的途径”，HEPAP 随后一致批准了该报告。2023 年报告发布得太晚，无法影响 2025 财年的制定。然而，该报告的第一项建议强烈重申了完成过去十年启动的重大 HEP 项目的重要性，这些项目在 2025 财年请求中得到了支持。DOE 正在研究 2023 年 P5 报告，并将准备对建议的回应并制定实施计划。HEP 计划促进科学发现，并支持五个重点子计划中的前沿研发： 能量前沿实验物理学，研究人员将粒子加速到人类有史以来的最高能量，并使其碰撞以产生和研究物质的基本成分。 强度前沿实验物理学，研究人员结合使用强粒子束和高灵敏度探测器对粒子特性进行极其精确的测量，研究标准模型预测的一些最罕见的相互作用，并寻找新物理学。 宇宙前沿实验物理学，研究人员利用自然发生的宇宙粒子和现象揭示暗物质的本质，了解暗能量和膨胀引起的宇宙加速，推断某些中微子特性，并探索未知领域。 理论、计算和跨学科物理学提供了解释实验观察和深入了解自然的框架。 先进技术研发子计划促进粒子加速和检测技术及仪器的基础研究。从人工智能/机器学习 (AI/ML)、量子信息科学 (QIS)、微电子、加速器和仪器研发中涌现出的创新研究方法和使能技术将推动科学发展