物理学是自然科学中最基础的一门。它涉及从长度、时间和能量等各个尺度理解世界。物理学方法多种多样,但它们有一个共同的目标,即开发和完善基本模型,以定量解释观察结果和实验结果。物理学的发现是人类探索的最重要成就之一,对人类文化和文明产生了巨大影响。该系成员在天体物理学、生物物理学、宇宙学、基本粒子物理学、引力、硬和软凝聚态物理学以及统计物理学等领域进行研究,在系内最先进的实验室以及欧洲核子研究中心的大型强子对撞机和大型天文台等国内外设施中开展实验工作。
重离子碰撞物理学的主要目标之一是探索奇异物质态的性质,即热、致密且难相互作用的重子物质。它可以在实验室中通过相对论能量下的重核碰撞来重现。格点量子色动力学 (QCD) 计算表明,在高能和低重子密度下,夸克胶子等离子体 (QGP) 到强子气体的转变是平稳的 [1]。人们普遍认为,最终以三临界点结束的一级相变发生在 √ s = 3 至 10 GeV 之间的能量范围内,例如,参见 [2] 及其参考文献。各种过去和正在进行的实验,如相对论重离子对撞机 (RHIC) 上的束流能量扫描 (BES) 和 BES II [ 3 , 4 ]、欧洲核子研究中心的超级质子同步加速器 (SPS) 上的实验,都在探索与金和铅离子束的碰撞,以发现上述能量范围内的任何特殊性。然而,到目前为止,还没有观察到一级相变和三临界点。未来的实验,如基于核子加速器的离子对撞机设施 (NICA) 和反质子和离子研究设施 (FAIR) 旨在以更高的亮度在给定能量下进行碰撞,这让我们有希望在那里看到一些新的东西。观察相变的困难源于许多因素。其中一些是QGP相存在时间极短(大约10 − 24 fm/ c),系统中粒子数少,物质在坐标和动量空间中都具有高度各向异性等。探测器记录的所有有价值的信息大约是数千个具有相应能量和动量的粒子。因此,很难对它们来自的介质做出任何合理的假设。
英国在加速器科学研究和开发方面仍占有重要地位,为欧洲散裂中子源、欧洲核子研究中心的 HL-LHC 和美国费米实验室的 PIP-II 等重大国际项目做出了贡献。英国国内和国际的下一代研究基础设施将具有更具挑战性的性能规格,并将继续推动创新。加速器技术的进步有可能对英国经济和更广泛的社会产生影响,包括加速器的医学应用;保持英国在加速器研究和开发方面的能力和能力对英国具有关键的战略意义。我们还认识到,下一代加速器的性能在建造和运营方面必须是可持续的和低碳的。
1. 简介 ADMIRA 15 项目是一项旨在通过实验将粒子物理学带入学校的计划,目的是通过使用由欧洲核子研究中心 (CERN) 的 Medipix2 合作组织设计的 Timepix 探测器,培养学生的科学天赋。这项活动始于 2017 年多位教育、研究和创新领域的专业人士的合作,并逐渐巩固为一个在方法和结果方面具有独特特征的教育计划。本文从物理教学的角度解释了该计划的重要性、方法的特点和特殊性、它使用的工具以及它提出的活动。最后,本文介绍了一些数据和该项目对参与学校的影响结果,以鼓励在欧洲其他地区甚至其他地区实施类似的举措。
利益相关者是谁?谁受益?与政府组织、金融部门或大学等潜在创造者相比,科技公司会有其他动机和抱负。选择正确的目标将是决定性的。就 AGI 10 的创建和部署目标和适当策略达成共同协议,或者至少制定一个战略框架,不仅是可能的,而且是强烈建议的。有几个项目非常雄心勃勃、规模庞大,只有很大一部分工业化国家才能实现。想想国际空间站 ISS、欧洲核子研究中心最大、最强大的粒子加速器 LHC,或者世界上最大的聚变反应堆 ITER。它们都有共同点,都是和平主义性质、公布(几乎)所有发现,并且基础设施成本高昂。
粒子物理学领域建立在 20 世纪重大科学革命的基础之上,特别是实验发现和理论发展,最终导致 2012 年欧洲核子研究中心发现希格斯玻色子并获诺贝尔奖。2020 年更新的欧洲粒子物理战略 (ESPP) 从全球背景下的欧洲视角阐述了该领域未来的发展目标。该战略为未来半个世纪制定了愿景,其科学计划将在探索最小尺度的物质和力量以及最早时期的宇宙时,继续为曾经被认为只能通过哲学推测来解答的问题提供答案,并有可能揭示从未观察到的全新现象或物质形式。
摘要:变形是子系统的时间进化降低密度矩阵的趋势,即假设与状态统计集合相对应的形式,而不是纯状波函数的相干组合。当分子过程涉及电子状态和核的坐标的变化时,例如紫外线或可见光光光化学或电子非弹性碰撞,电子子系统的密度矩阵会减少与核子系统的相互作用。我们提出了概念化这种折叠的必要背景;特别是,我们讨论了纯状态和混合状态的密度矩阵描述,并讨论了指针状态和腐烂时间。然后,我们讨论如何与混合算法的衰减和轨迹表面跳跃方法中的连贯切换处理,以进行电子非绝热过程的半经典计算。
欧洲粒子物理战略的更新从根本上来说是一个开放、包容和科学驱动的过程,于 2018 年 9 月启动,当时欧洲核子研究中心理事会成立了独立的欧洲战略小组 (ESG) 来协调这一进程。在真正的合作倡议中,到 2018 年底,粒子物理学界已提交了 160 份提案,涵盖了全球粒子物理学的概况和相关领域的发展。2019 年 5 月,该界齐聚西班牙格拉纳达举行的一次公开研讨会,讨论了所提交提案的潜在优点和挑战。这些意见被提炼成 250 页的《物理学简报》,这是一份客观的科学摘要,于 2019 年 9 月出版,为随后的讨论奠定了基础。
1 德国电子同步加速器 DESY,Platanenallee 6,15738 Zeuthen,德国 2 亚琛工业大学,Templergraben 55,52062 Aachen,德国 3 欧洲核子研究中心,1211 Geneva 23,瑞士 4 洛桑联邦理工学院 (EPFL) 物理研究所,1015 Lausanne,瑞士 5 麻省理工学院理论物理中心、量子优势协同设计中心和 NSF AI 人工智能与基本相互作用研究所,77 Massachusetts Avenue,Cambridge,MA 02139,美国 6 塞浦路斯研究所基于计算的科学和技术研究中心,20 Kavafi Street,2121 Nicosia,塞浦路斯 7 巴斯大学数学科学系,4 West,Claverton Down,Bath BA2 7AY,英国8 柏林洪堡大学物理学研究所,Newtonstr。 15, 12489 柏林, 德国