高能中微子實驗裝置有哪些國家有

❶ 中科院高能物理研究所怎麼樣

能進中科院的都是IQ特別高的，我當年也考中科院高分子材料研究生滑檔內下來的，題目大多是容超綱題。
工作生活前期基本在實驗室，後期有成果之後召開發表，刊登在世界著名的科學期刊上，去全國各地高校做演講，一是獲取學術地位，二是賺點生活費。搞科研很辛苦的，特別是前期，有成果就不一樣了
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兩年過去了，我現在在中科院等離子體物理所，高能所的情況我不大了解，中科院的國家經費都不低就對了，現在每個月（碩士）3000-4000左右，不用學費（返還），專心科研。據我所知國內高校幾乎沒有幾個比中科院給的多。
生活基本上都是差不多的，前期就混個二作共同一作啥的，後面有成果了就寫論文，半年左右一片，科研狗枯燥乏味，論文都是相互引用，水文章從講師評職稱到教授，所以說為什麼中國高校中流傳一句話：一流的本科，二流的碩博，三流的教授，有那麼點意思在裡面，不過並不能以偏概全，至少我現在的導師是碩果累累（核聚變等離子體約束行為方向）。

❷ 費米國家加速器實驗室的實驗設施

高能物理研究的主要工具是加速器，特別是對撞機，讓反向旋轉的粒子束流在對撞機中對撞。在美國，最高能量的對撞機就是費米實驗室的萬億電子伏特加速器Tevatron，在歐洲核子中心CERN的大型強子對撞機LHC建成之前，Tevatron是世界上最大的加速器。由於實驗的性質，高能物理學家們要進行研究，必須與像費米實驗室這樣大的實驗室進行合作。
1、萬億電子伏特加速器Tevatron
Tevatron是世界上最強大的質子反質子對撞機，它將質子和反質子束流沿著4英里的周長加速到光束的99.99999954%。這兩個束流在位於束流管道兩個不同位置的2個5000噸的探測器（CDF、D0）中心對撞，以研究宇宙早期的情形，探查物質在最小尺度的結構；束流還引入到固定靶產生中微子束流用來開展研究。
Tevatron位於地面25英尺以下。在該加速器內，粒子束流穿過一個大部分由超導磁鐵環繞的真空管道。各類磁鐵的組合使束流按大的圓形彎轉。Tevatron共有1000多塊超導磁鐵。超導磁鐵比常規磁鐵產生更強的磁場，工作在華氏－450度，磁鐵內的電纜沒有電阻，傳導大量的電流。特大的磁力可將粒子加速到更高的能量。
（1）加速器鏈
Tevatron由多級加速器組成：750keV的預注入器、200MeV的直線加速器、8GeV的增強器和500GeV的主加速器。
預注入器：預注入器也叫高壓倍加器，是用來產生質子束流的低能強流加速器。質子從這里開始加速，把從離子源中引出的負氫離子加速到750keV。
直線加速器：直線加速器是產生帶負電的氫離子是產生質子和反質子束流的第一步。費米實驗室的第一個直線加速器建於1971年，最初加速粒子高達200 MeV。1993年進行了升級，由9個加速節組成，長約500英尺，可將預注入器中產生的帶負電的離子加速到400 MeV，或大約光束的70%。束流從直線加速器出來，經中能輸運段進入增強器。
增強器：位於地下約20英尺的增強器是一個環型加速器，進入增強器的離子要穿過碳箔，碳箔從氫離子中去掉電子，產生帶正電子的質子。增強器利用磁鐵使質子束流在圓形軌道中彎轉，圍繞增強器運行20000次。每一圈中它們都在高頻腔中經歷一個來自電場的加速力，這使得到加速周期結束時將質子的能量加速到8GeV，然後引出束流向主加速器注入。
主注入器：主注入器1999年竣工，有以下功能：（1）將質子從8 GeV加速到150 GeV；（2）產生120 GeV質子，用於反質子的產生；（3）從反質子源接收反質子並把它們的能量提高到150 GeV；（4）將質子和反質子注入Tevatron。
反質子源：為產生反質子，主注入器把120 GeV的質子送到反質子源，質子與鎳靶對撞，產生范圍很廣的次級粒子，包括許多反質子。反質子被收集，聚焦後存在儲存環內，並對它們進行累積和冷卻。當產生足夠數量的反質子後，它們被送到返航器再進行冷卻和累積，然後注入Tevatron。
Tevatron：接收從主注入器來的150 GeV的質子與反質子，並將其幾乎加速到1000 GeV。質子與反質子按相反的方向在Tevatron里運轉，速度每小時僅比光速慢200英里。質子與反質子束流在Tevatron隧道中的CDF和D0探測器的中心部分發生對撞，爆發式地產生新粒子。
（2）探測裝置
固定靶：
三條光束線將質子從主注入器傳送到中微子靶。這個區域的束流也測試探測器，並進行不涉及中微子的固定靶實驗。將各種材料的樣品放入光束線中，研究各種類型的粒子和它們的相互作用。利用這些裝置，物理學家們在1977年6月30日發現底誇克和2000年Donut實驗探測到t中微子。
CDF與D0探測器：
CDF與D0探測器是物理學家們在Tevatron上用來觀測質子和反質子之間對撞的兩個探測器。探測器大如三層樓房，每個探測器都有許多探測分系統，這些分系統識別來自幾乎在光速發生對撞所產生的不同類型的粒子。通過分析這些「碎片」，探究物質的結構、空間和時間。質子反質子在CDF和Do探測器中心每秒發生200多萬次的對撞，產生大量的新粒子。對於有趣的事例，探測器記錄每個粒子的飛行軌道、能量、動量和電荷。物理學家們倒班工作，一天24小時地監測探測器的運行情況。

❸ 宇宙中來無影去無冬的幽靈粒子，是靠純凈水檢測的嗎

江門中微子實驗（JUNO）於2015年1月開工建設。若順利，明年年中，施工人員將開始在地下實驗廳中組裝巨大的球形探測器。這是中國最復雜的高能物理實驗裝置，預計2022年建成。與當前最好的國際同類設備相比，它的規模要大20倍，精度提高近一倍。

這么大的玻璃球，給工程建設帶來了挑戰。江門中微子實驗項目組先後請來幾個知名力學團隊幫忙設計，並搭建了專門實驗室，測試有機玻璃的力學性能和老化情況，還造了一個直徑3米的小球來驗證計算和測試是否准確。

❹ 中微子的主要理論

一些歐洲科學家在實驗中發現，中微子速度超過光速。如果實驗結果經檢驗得以確認，阿爾伯特·愛因斯坦提出的經典理論相對論將受到挑戰。 光速約每秒30萬公里，愛因斯坦的相對論認為沒有任何物體的速度能夠超過光速，這成為現代物理學的重要基礎。如果真的證實這種超光速現象，其意義十分重大，整個物理學理論體系或許會因之重建。
此結論：中微子要比光子快60納秒（1納秒等於十億分之一秒）
【已被證實為實驗失誤，系電腦與全球定位系統（GPS）設備之間的光纜連接松動所致】
義大利格蘭薩索國家實驗室「奧佩拉」項目研究人員使用一套裝置，接收730公里外歐洲核子研究中心發射的中微子束，發現中微子比光子提前60納秒（1納秒等於十億分之一秒）到達，即每秒鍾多「跑」6公里。「我們感到震驚，」瑞士伯爾尼大學物理學家、「奧佩拉」項目發言人安東尼奧·伊拉蒂塔托說。2011年9月22日英國《自然》雜志網站報道了這一發現。研究人員定於23日向歐洲核子研究中心提交報告。（據美國《科學》雜志網站報道，去年有關中微子比光跑得快的發現曾震驚科學界，但這個實驗結果實際上是由於操作失誤，電腦與全球定位系統（GPS）設備之間的光纜連接松動所致。)
挑戰經典
相對論是現代物理學基礎理論之一，認為任何物質在真空中的速度無法超過光速。這一最新發現可能推翻愛因斯坦的經典理論。歐洲核子研究中心理論物理學家約翰·埃利斯評價：「如果這一結果是事實，那的確非同凡響」。法國物理學家皮埃爾·比內特呂告訴法國媒體，這是「革命性」發現，一旦獲得證實，「廣義相對論和狹義相對論都將打上問號」。他沒有參與這一項目，然而查閱過實驗數據。比內特呂說，這項實驗中，中微子穿過各類物質，包括地殼，「這也許會減慢它們的速度，但絕不會增加它們的速度，讓它們超過光速」。
有待檢驗
這不是愛因斯坦的光速理論首次遭遇挑戰。2007年，美國費米國家實驗室研究人員取得類似實驗結果，但對實驗的精確性存疑。
「奧佩拉」項目發言人伊拉蒂塔托說，項目組充分相信實驗結果，繼而公開發表。「我們對實驗結果非常有信心。我們一遍又一遍檢查測量中所有可能出錯的地方，卻什麼也沒有發現。我們想請同行們獨立核查。」
這一項目使用一套復雜的電子和照相裝置，重1800噸，位於格蘭薩索國家實驗室地下1400米深處。項目研究人員說，這套接收裝置與歐洲核子研究中心之間的距離精度為20厘米以內，測速精度為10納秒以內。過去兩年，他們觀測到超過1.6萬次「超光速」現象。依據這些數據，他們認定，實驗結果達到六西格瑪或六標准差，即確定正確。
歐洲核子研究中心物理學家埃利斯對這一結果仍心存疑慮。科學家先前研究1987a超新星發出的中微子脈沖。如果最新觀測結果適用於所有中微子，這顆超新星發出的中微子應比它發出的光提前數年到達地球。然而，觀測顯示，這些中微子僅早到數小時。「這難以符合『歐佩拉』項目觀測結果，」埃利斯說。
美國費米實驗室中微子項目專家阿爾方斯·韋伯認為，「歐佩拉」實驗「仍存在測量誤差可能」。費米實驗室女發言人珍妮·托馬斯說，「歐佩拉」項目結果公布前，費米實驗室研究人員就打算繼續做更多精確實驗，可能今後一年或兩年開始。
伊拉蒂塔托歡迎同行對實驗數據提出懷疑，同樣態度謹慎。他告訴路透社記者：「這一發現如此讓人吃驚，以至於眼下所有人都需要非常慎重」。
就韋伯而言，即使實驗結果獲得確認，相對論「仍是優秀理論」，只不過「需要做一些擴充或修正」。他說，艾薩克·牛頓的重力理論不完美，但並不妨礙人類藉助它飛向太空。 9月份發布「中微子超光速」消息的機構是歐核中心（CERN）與大型中微子振盪實驗（OPERA）項目組。實驗發現，位於日內瓦邊境的CERN發射出的中微子束，「翻山越嶺」來到732公里外的義大利，在實驗誤差不超過10納秒的情況下，中微子的行進速度竟比光快了58納秒。 這一有可能顛覆當前物理學研究根基的結果震撼了整個學界，也招致了世界上絕大部分物理學家的集體質疑。在當初的各種疑問當中，科學家特別指出，整個實驗開始時中微子被質子束產生所需的時間，都比完成實驗行進距離後所耗費的時間要久得多。有鑒於此，歐核中心在10月份更換了設備，使中微子的生成時間縮短到了3納秒，以此來更好地與到達義大利格蘭薩索的中微子做比較。第二次重復性實驗的結果表明，中微子依舊比光提前到達了62納秒。這在與第一次實驗結論完全吻合的同時，也否定了關於中微子脈沖的持續性與實驗結果有關的猜測。
11月17日，該研究團隊再次發布報告稱，已通過二次檢驗，獲得了與第一次實驗相同的結果，且以此排除了實驗過程存在錯誤的可能性。該實驗發言人、合作參與研究的瑞士伯爾尼大學安東尼奧·埃里蒂塔圖博士表示，本次結果要「稍好點」。其他研究人員亦認為，本次在實驗精確性、統計分析等多方面得到改進，且雖說都是OPERA的人，但卻是由不同的小組來完成重復實驗。
據《紐約時報》在線版、《華盛頓郵報》在線版等多家媒體11月20日消息稱，來自OPERA的研究人員當地時間17日發布了新產生的實驗數據，再次確認了此前轟動一時的「中微子超光速」實驗結果，且這是針對前一次的部分質疑進行了設備修正後再次實驗得出的結論。不過，鑒於該實驗的「原始」製造方和再次驗證都是同機構中人，各地科學家們普遍希望能有獨立實驗予以復制分析，否則對理論的懷疑都是後話，因為對實驗自身的懷疑尚還不能平息。
這一結果給科學界帶來了巨大困惑，因為這與愛因斯坦狹義相對論中光速是宇宙速度的極限，沒有任何物質的速度可以超越光速的理論相悖。
10月份，歐洲核子研究中心優化了實驗方案並開始復核中微子超光速實驗，最終「新的測量方法沒有改變最初的結論」。但歐洲核子研究中心也表示，在中微子速度超越光速這一結論被駁倒或者被證實前，還需要進行更多的實驗觀察和獨立測試。 北京時間10月18日消息，超光速中微子存在意味著愛因斯坦的推測是錯誤的。至少自從科研人員在義大利通過OPERA試驗提出中微子比我們認為的早到60納秒後，這就一直是一些非常受歡迎的新聞媒體喜歡談論的話題。對這一異常結果非常感興趣的科學家從此開始尋找更准確的答案。該消息宣布3周後，arxiv網站的預印版上粘貼出80多種解釋。雖然一些人提出新物理學的可能性，例如中微子在額外維中穿行，或者特定能量的中微子的運行速度比光更快，但是很多人為這項試驗提出創新性更少的解釋。
有關超光速的解釋，最早出現的一個反對理由來自一項天體物理學研究。1987年，一顆強大的超新星產生的大量光和中微子湧向地球。雖然中微子探測器觀察到這種微粒比光早到大約3小時，但是很有可能是這種超輕粒子先開始向地球方向飛來。中微子很難與物質產生互動，它相對比較容易從爆炸的恆星核里逃逸出來，而光子會被多種元素吸收並重新發射出來，它從恆星核里逃逸出來需要更長時間。如果OPERA試驗得出的結果與觀測結果一樣，科學家認為中微子應該比光早到超過4年時間。
其他科學家已經把這一超光速結果應用到採用標准物理模型的任務中，這種模型用來描述所有亞原子粒子以及它們之間的互動。據標准物理模型顯示，能量足夠高的中微子應該能夠通過被稱作科恩-格拉肖噴射（Cohen-Glashow emission）的過程產生虛擬電子對。正如諾貝爾獎得主格拉肖和他的同事們在一篇論文里的解釋，這些噴射物將會逐漸耗盡超光速中微子產生的能量，導致它們的運行速度放慢下來。
理論物理學家馬特-施特拉斯勒也在他的博客上說，標准物理模型的特性表明，要讓中微子的運行速度比光快，電子也要這樣。但是如果電子中微子以OPERA試驗提出的速度運行，那麼電子至少也應該比光速快十億分之一。很多試驗已經確定電子的理論極限，這很好地排除了上述假設。OPERA科研組利用GPS衛星精確測量探測器與歐洲粒子物理研究所的粒子束之間的730公里的距離，該研究所正是產生中微子的地方。然而根據狹義相對論，如果兩名觀察員向彼此靠近，將會得出略微不同的結論。
由於衛星是在圍繞地球運行，中微子源和探測器的位置會不斷發生變化。據該論文說，衛星運動會導致64納秒的誤差，幾乎與OPERA科研組的觀察結果接近。最終，物理學界還需要花費大量時間，並獲得大量學術知識，才能為該科研組得出的結果提供真正的解釋。在此之前，激烈的爭論可能會一直持續下去。 在OPERA實驗結果發表後，除了科學家口頭表達的看法外，幾天內就出現了幾十篇論文，探討實驗的結果。不少知名科學家包括諾貝爾獎獲得者，都斬釘截鐵地說，肯定是OPERA實驗錯了。
從概率上來說，最大的可能性是這個實驗本身有漏洞，只不過現在還沒有被發現。有人指出了實驗的幾個測量環節有可能會出問題。諾貝爾獎獲得者格拉肖發表論文，說明如果真的超了光速，中微子的能量會在地下飛行過程中損失，實驗結果會自相矛盾。因此，當務之急是重復實驗結果。諾貝爾獎獲得者魯比亞在參加北京諾貝爾獎論壇時表示，另外兩個義大利中微子實驗BOREXINO和ICARUS可以用來驗證。美國MINOS實驗也表示，他們會馬上分析數據，給出一個初步結果，然後再改進測量設備，驗證OPERA實驗的結果。
第二種可能是中微子具有特殊性質，這樣相對論也是對的，這個實驗結果也是對的。比如說，歐洲核子研究中心發出的中微子有可能振盪到一種惰性中微子，而惰性中微子可以在多維空間中「抄近路」，然後再振盪回普通中微子，這樣看起來中微子就跑得比光快了。也有人認為中微子的質量不是固定的，與暗能量有關聯，會隨環境變化，這樣在飛行過程中看起來比光速快。諸如此類的理論很多，不過這些理論本身就需要大量實驗來證實。
第三種可能就是相對論錯了，光速是可以超過的。包含兩次實驗的具體內容的論文已經公布到互聯網上供公眾查閱，並已提交給《高能物理學》雜志。相對於9月份實驗之後部分OPERA成員不願在報告草案上署名並希望有更多時間進行檢驗的狀況，埃里蒂塔圖向新聞界表示，人們會在第二次實驗報告上看到全體研究成員的簽名。
論文公布後，反對派的物理學家們指出，盡管回答了一些關於實驗的質疑，但OPERA的報告依然迴避了以下信息：日內瓦與格蘭薩索的時間如何保持同步？兩地之間的距離如何得到精確測量？夏威夷馬諾大學的中微子物理學家約翰·萊納德表示，盡管研究者的構想與努力獨具創新，但該實驗在時差測算中依然存在深層次的系統錯誤。與許多其他物理學家一樣，萊納德承認絕對可信的理論實際上並不存在。但他們看到了此事件的另外一面——關於中微子的研究正因為那種它所可能帶來的深入、廣泛的影響而愈具吸引力。而回到物理學理論上，即便該實驗結論最終得到證實，那也「將是非常有趣的事」。
歐核中心的理論物理學家阿爾瓦羅·盧居拉認為，中微子實驗的結果只能有兩種解釋：其一，實驗者盡管偶然但確實完成了一項革命性的偉大發現；其二，也是他自己選擇相信的，是這兩次實驗都存在著相同的卻沒有被認識到的錯誤。
2011/11/2文匯報以整個版面報道了「超光速震撼」.
目前，其他大部分物理學家對於這種顛覆規律的結論依舊持懷疑和保留態度。
而《紐約時報》的報道在全文開篇就指出：盡管已有一小撮兒科學家開始敢於質疑愛因斯坦的經典理論，但OPERA的那些「魍魎粒子」目前仍缺乏解釋。 據著名期刊美國《科學》雜志網站報道，接近CERN實驗者的消息來源透露，去年9月義大利實驗室所作的中微子速度超光速結果終於有了解釋：GPS信號接收器和PC之間的光纜沒接好導致的系統誤差造成了這一假象。
此前已經有更多的研究人員站出來稱這一與相對論矛盾的實驗結果是由於某種還未發現的系統誤差所導致，並且相對論在「發現」之後至今的近一百年間已經為多個實驗所證實。這次正是如此：研究人員發現檢查連接用來校正中微子飛行時間的GPS信號接收器和PC的光纜後，此前中微子比光速快60ns的實驗結果就可得到解釋。具體進展還需等待進一步證實以及發表正式文章之後。
得到主流科學界的承認當然沒那麼容易，同時再次說明布線的重要性，該整理機房了……
中微子超光速試驗最新進展—「沒有超光速效應」據著名期刊美國《科學》2012年3月23日報道，實驗人員在Gran Sasso，使用ICARUS接收器重新測量來自GERN的中微子的速度，發現中微子速度剛好是光速，並沒有出現超光速效應。GERN的Carlo Rubbia（ICARUS隊的發言人）說到:沒有超光速效應，我還能說什麼？OPERA的發言人表示：「來自ICARUS的實驗結果和我們的近期實驗結果相一致」。、
2012年6月8日，正在日本京都召開的國際中微子物理和天體物理學國際會議上，研究人員們向國際科學界報告了這項研究的最新進展情況。物理學家們宣布，之前那項對愛因斯坦相對論的基礎——光速極限理論提出挑戰的實驗已經被確認存在錯誤。世界上多個獨立的研究小組進行的後續驗證實驗都已經證明，和所有其它事物一樣，中微子同樣遵循愛因斯坦指出的宇宙速度極限法則。同時，歐洲核子研究中心的科學家們已經做出了澄清：之前的實驗結果是錯誤的，實驗設備的線纜介面出現問題導致了誤差的發生。

❺ 有哪些科學家的故事

門 捷 列 夫

元素周期律的發現
1867年，俄國彼德聖堡大學里來了一個年輕的化學教授，他就是門捷列夫。身為化學教授的門捷列夫大部分時間不是在實驗室度過，而是將自己關在書房裡。手裡總捏著一副紙牌，顛來倒去，整好又打亂，亂了又重排。不邀牌友，也不去上別人家的牌桌。
兩年後的一天，俄羅斯化學會專門邀請專家進行一次學術討論。學者們有的帶著論文，有的帶著樣品，只有門捷列夫兩手空空，學術討論進行了三天，三天來討論會場大家各抒己見，好不熱鬧，只有門捷列夫一個人一直一言不發，只是瞪著一雙大眼睛看，豎起耳朵聽，有時皺皺眉頭想想。
眼看討論就要結束了，主持人躬身說道：「門捷列夫先生，不知可有什麼高見？」門捷列夫也不說話，起身走到桌子的中央，右手從口袋裡取出，隨即一副紙牌甩在桌子上，在場的人都大吃一驚，門捷列夫愛玩紙牌，化學界的朋友已早有所聞，但總不至於鬧到這種地步，到這么嚴肅的場合來開玩笑吧？
只見門捷列夫將那一把亂紛紛的牌捏在手裡，三下兩下便整理好，並一一亮給大家看。大家這時才發現這並不是一副普通的撲克，每張牌上寫的是一種元素的名稱、性質、原子量等，共63張，代表著當時已發現的63種元素。更怪的是，這副牌中有紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色。
門捷列夫真不愧為玩紙牌的老手，一會兒功夫就在桌子上列成一個牌陣：豎看就是紅、橙、黃、綠、青、藍、紫分別各一列，橫看那七種顏色的紙牌就像畫出的光譜段，有規律地每隔七張就重復一次。然後門捷列夫口中念念有詞地講著每一個元素的性質，滾瓜爛熟，如數家寶。周圍的人都傻眼了。他們在實驗室里鑽了十年、幾十年，想不到一個年輕人玩玩紙牌就能得出這番道理，要說不服氣吧，好象有理，要說真是這樣，又有些不甘心。
這時一直坐在旁邊觀看的門捷列夫的老師鬍子氣得撅起來了，一拍桌子站起來，以師長的嚴厲聲調說道：「快收起你這套魔術吧，身為教授、科學家，不在實驗室里老老實實地做實驗，卻異想天開，擺擺紙牌就要發現什麼規律，這些元素難道就由你這樣隨便擺布嗎？……」老人越說越激動，一邊還收拾東西准備離去，其他人見狀也紛紛站起，這場討論就這樣不了了之。
門捷列夫堅信自己是對的，回家後繼續推著這副紙牌，遇到什麼地方接連不上時，他就斷定還有新元素沒被發現，他就暫時補一張空牌，這樣他一口氣預言了11種未知元素，那副牌已是74張。這就是最早的元素周期表。
在隨後的幾年中，門捷列夫預言的11種元素陸續被發現，乖乖地住進他的元素周期表，特別是後來發現的氦、氖、氬、氪、氙和氡又給元素周期表增加了新的一族。元素世界一目瞭然，它就像一幅大地圖，以後化學的研究就全靠這幅指南圖了。

牛 頓

少年時代的牛頓不像高斯、維納那樣，從小就顯露出引人注目的科學天才；也不像莫扎特那樣表現了令人驚嘆的藝術稟賦。他跟普通人一樣，輕松愉快地度過了中學時代。
如果說他和別的孩子有什麼不同的話，那就是他的動手能力相當強。他做過會活動的水車；做過能測出准確時間的水鍾；還做過一種水車風車聯動裝置，它使風車可以在無風時藉助水力驅動。
15歲那年，一場罕見的暴風雨侵襲英格蘭。狂風怒吼，牛頓家的房子直晃悠，就像要倒了似的。牛頓為大自然的威力迷住了，不禁想測驗颶風的力量。他冒著狂風暴雨來到後院，一會兒逆風跑，一會兒順風跳。為了接受更多的風力，他索性敞開斗篷向上跳躍，認准起落點，仔細量距離，看狂風把他吹出多遠。
1661年牛頓考上了劍橋大學，盡管在中學里是個優等生，可是劍橋大學集中了各地的尖子學生，他的學習成績趕不上別人，特別是數學的差距更大。但是他並不氣餒，就像他少年時代喜歡思考問題一樣，踏踏實實地學習，直到透徹地理解為止。
在大學的頭兩年裡，他除學習算術、代數、三角外，還認真學習了歐幾里得《幾何原本》，彌補了過去的不足。他又鑽研笛卡兒的《幾何學》，熟練地掌握了坐標法。這些數學知識，為牛頓後來的科學研究打下了堅實的基礎。
四年後，他從劍橋大學畢業了。1666年的一天，牛頓請母親和弟妹到自己房間里來。房間里黑洞洞的，只從窗子的一個小孔中透過一線陽光，在牆上照出一個白色的光點。牛頓讓他們注意看牆上的光點。他手裡拿著自製的三棱鏡，放在光線入口處，使光折射到對面牆上，光點附近突然映出一條瑰麗的綵帶。這條綵帶同雨後晴空中出現的彩虹一樣，由紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等七種顏色組成。牛頓和自己的親人共同觀賞了人工復現的自然景象。後來，牛頓又用第二個三棱鏡把七種單色光合成白光。他用白光分解實驗宣告了光譜學的誕生。
牛頓在探索光色之謎的同時，還在探索引力之謎。他從蘋果從樹上掉了下來的事實發現萬有引力定律，而且從數學上論證了萬有引力定律，並且把力學確立為完整、嚴密、系統的學科。他在概括和總結前人研究成果的基礎上，通過自己的觀察和實驗，提出了「運動三定律」。這三條定律和萬有引力定律共同構成了宏偉壯麗的力學大廈的主要支柱。這座力學大廈是近代天文學和力學發展的基地，是機械、建築等工程技術發展的基地，也是機械唯物論統治自然科學領域的基地。構造了宏偉壯麗的力學大廈。

瓦 特

瓦特出生於英國的格林諾克，由於家境貧窮沒機會上學，先是到一家鍾錶店當學徒，後又到格拉斯哥大學去當儀器修理工，瓦特聰明好學，他常抽空旁聽教授們講課，再加上他整日親手擺弄那些儀器，學識也就積累的不淺了。
1764年，格拉斯哥大學收到一台要求修理的紐可門蒸汽機，任務交給了瓦特。瓦特將它修好後，看看他工作那麼吃力，就象一個老人在喘氣，顛顛顫顫地負重行走，覺得實在應該將它改進一下。
他注意到毛病主要是缸體隨著蒸汽每次熱了又冷，冷了又熱，白白浪費了許多熱量。能不能讓它一直保持不冷而活塞又照常工作呢？於是他自己出錢租了一個地窖，收集了幾台報廢的蒸汽機，決心要造出一台新式機器來。
從此，瓦特整日擺弄這些機器，兩年後，總算弄出個新機樣子。可是點火一試，那汽缸到處漏氣，瓦特想盡辦法，用氈子包，用油布裹，幾個月過去了，還是治不了這個毛病。
一天他又趴到汽缸前觀察漏氣的原因，不小心一股熱氣沖出，他急忙躲閃，右肩上已是紅腫一片，就像被一把熱刀削過一樣，辣辣地疼起來，弄得他心煩意亂。他真有些灰心了，這時，是他的妻子給了他勇氣，妻子用激將法又激起了繼續研究下去的雄心。
他又回到地下實驗室，將過去的資料重新翻閱一番，打起精神又幹了起來，干累了就守著爐子燒一壺水喝茶。一天，他一邊喝茶，一邊看著那一動一動的壺蓋。他看看爐子上的壺又看看手中的杯子，突然靈感來了：茶水要涼，倒在杯里；蒸汽要冷，何不也把它從汽缸里也「倒」出來呢？
這樣想著，瓦特立即設計了一個和汽缸分開的冷凝器，這下熱效率提高了三倍，用的煤只有原來的四分之一。這關鍵的地方一突破，瓦特頓然覺得前程光明。他又到大學里向布萊克教授請教了一些理論問題，教授又介紹他認識了發明鏜床的威爾金技師，這位技師立即用鏜炮筒的方法制了汽缸和活塞，解決了那個最頭疼的漏氣問題。
1784年，瓦特的蒸汽機已裝上曲軸、飛輪，活塞可以靠從兩邊進來的蒸汽連續推動，再不用人力去調節活門，世界上第一台真正的蒸汽機誕生了。

楊 振 寧

楊振寧生於安徽合肥，讀小學時，數學和語文成績都很好。中學還沒有畢業，就考入了西南聯大，那是他才16歲。20歲那年大學畢業後，旋即進入西南聯大的研究院。兩年後，以優異成績獲得了碩士學位，並考上了公費留美生，於1945年赴美進芝加哥大學，1948年獲博士學位。1949年，楊振寧進入普林斯頓高等研究院做博士後，開始同李政道合作進行粒子物理的研究工作。
楊振寧是理論物理學家，他對理論物理學的貢獻范圍很廣，包括基本粒子、統計力學和凝聚態物理學等領域，其中在粒子物理學方面貢獻最大。
在粒子物理學方面，他最傑出的貢獻是1954年與密耳斯共同提出的楊--密耳斯場理論，開辟了非阿貝爾規范場的新研究領域，為包括電弱統一理論、量子色動力學理論、大統一理論、引力場的規范理論等現代規范場理論打下了堅實基礎。
另一項傑出貢獻是1956年和李政道合作，深入研究了當時令人困惑的θ－τ之謎，即後來所謂的K 介子有兩種不同的衰變方式，一種衰變成偶宇稱態，一種衰變成奇宇稱態；如果弱衰變過程宇稱守恆，則他們必定是兩種宇稱狀態不同的 K介子。但從質量和壽命來看，它們又應是同一種介子。
楊振寧和李政道通過分析認識到，很可能在弱相互作用中宇稱不守恆。他們仔細檢查了過去的所有實驗，確認這些實驗並未證明弱相互作用中宇稱守恆。在此基礎上他們進一步提出了幾種檢驗弱相互作用中宇稱不守恆的實驗途徑。次年, 這一理論預見得到吳健雄小組的實驗證實，他們也因次獲得了1957年諾貝爾物理學獎。
在粒子物理學方面，楊振寧的貢獻還有費密--楊模型，與李政道合作的二分量中微子理論，與李政道和R.奧赫梅合作的關於電荷共軛變換和時間反演變換不守恆的分析，與李政道合作的高能中微子實驗分析和關於W 粒子的研究。與吳大峻合作的宇稱不守恆分析，規范場的積分形式理論，與吳大峻合作的規范場與纖維叢的關系。與鄒祖德合作的高能碰撞理論等等。
楊振寧謹記父親楊武之的遺訓：有生應記國恩隆。他在1971年夏，是美國科學家中率先訪華的。他說：「作為一名中國血統的美國科學家，我有責任幫助這兩個與我休戚相關的國家建立一座了解和友誼的橋梁。在中國科技發展的道途中，我應該貢獻一些力量」。楊振寧是這樣說，也是這樣做的。20多年來，他頻繁穿梭往來於中美之間，做了許多卓有成效的學術聯系工作。

戴 維

戴維小時候是一個出名的浪子，雖聰明，但就是不願學習。他上學時總是一個口袋裡裝魚鉤魚線，另一個口袋裡裝彈弓，上學前總要到河邊打幾只鳥，釣幾條魚。
父親死後，母親拖著五個孩子實在無法活下去，母親只好把戴維送進一家葯店當學徒。到月底時，別人領了工資，卻沒有戴維的份。戴維就伸手向老闆要，老闆卻當著眾人狠狠地打了戴維一下，還說：「讓你抓葯不識葯方，讓你送葯認不得門牌，你還好意思伸手來要錢？」店裡的師徒鬨堂大笑。
戴維哪裡受過這種羞辱，從此他下定決心要浪子回頭、發奮讀書，他利用葯房的條件研究起化學。這時恰好有個貝多斯教授成立了一個氣體療養院，戴維被邀請一塊兒工作，在這里，戴維發現了一種「笑氣」，從此戴維的名聲大振。
1803年，戴維當選為英國皇家學會的會員。他知道機會難得，於是更加刻苦研究。在許多研究題目中，戴維對伏打電池的電解作用尤感興趣。他想電能將水分解成氫、氧，那麼一定也能將其他物質分解出新元素。而化學中常用的就是苛性鹼，不妨拿它試一試。
於是他將一塊苛性鹼配成水溶液，然後通上電，溶液立即沸騰發熱，兩根導線附近都出現了氣泡。開始戴維以為苛性鹼分解了，可是後來發現跑出去的氣體是氫氣和氧氣，也就是說分解的只是水，苛性鹼根本沒動。
戴維的倔勁上來了，水攻不行，那就用火攻。這回他將苛性鹼熔化後，然後通上電，嘿！在導線同苛性鹼接觸的地方出現了小小的火舌，淡淡的紫色。這可使戴維高興壞了，但他很快又犯愁了，怎麼收集這種物質呢？熔融物溫度太高，這東西又易燃，一分解出來就著火了。看來火攻也不是個好辦法。
11月19日是皇家學會一年一度貝開爾報告會的日子，戴維滿心希望這次能拿一樣新發現的元素。可是眼看報告日期就要到了，電解苛性鹼還是沒有眉目。他苦苦思索了十幾天，這天他突然想出了一個好法子：把苛性鹼稍稍打濕，讓它剛能導電又不含剩餘水分。
要將苛性鹼打濕很簡單，只要把它放在空氣中片刻，它就會自動吸潮，表面形成濕糊糊的一層。這次戴維真的成功了，他電解出了金屬鉀。

錢三強

在法國留學期間，錢三強在巴黎大學鐳學研究所居里實驗室和法蘭西學院原子核化學實驗室從事原子核物理的研究工作。這期間，錢三強在原子核物理學領域中做出了很多成就。
首先，他與約里奧·居里合作，用中子打擊鈾和釷得到放射性的鑭同位素，從它們的β射線能譜證明它們是同一種同位素。這對解釋當時發現不久的核裂變現象是有力的支持。
他還首次從理論和實驗上確定了 50000電子伏特以下的中低能電子的射程與能量的關系。並且與布依西愛和巴什萊合作，首次測出了鏷的α射線的精細結構，並與電子內轉換的γ譜線符合得很好。
他最大的成就是與妻子何澤慧、兩個法國研究生沙士戴勒和微聶隆合作，發現了鈾的三分裂和四分裂現象。這個發現使他們異常興奮，但他們並沒有立即發表，因為當時科學家們一致認為原子核分裂只有二分裂的可能。錢三強根據實驗繼續分析研究，最終得出了能量與角分布等的關系，對三分裂現象從實驗與理論兩方面作出了全面的論述。
經過十幾年的考驗，這一發現已得到公認，尤其是到50年代獲得新的實驗手段後，從第二裂片的同位素質量譜、射程、發射角度等都說明他的解釋與實驗證據以及電子計算機計算結果相符合。這一發現被人們認為是第二次世界大戰後居里實驗室和法蘭西學院原子核化學實驗室第一個重要成果。
在錢三強要返回祖國時，約里奧·居里夫婦送給他一份鑒定書，上面寫著：十年期間，在那些到我們實驗室來由我們指導工作的同代人中，錢三強最優秀，我們這樣說，並不言過其實。

錢三強回國後培養了一批從事研究原子核科學的人才，並且建立起中國研究原子核科學的基地。從1955年起，他參加了原子能事業的建立和組織工作，將近代物理研究所改良為原子能研究所，領導並促進了這一事業的發展以及有關科技工作的開展，對中國科學院和中國原子能事業的建設、計劃和學術領導都作出了貢獻。

諾貝爾

諾貝爾的父親是一位頗有才乾的發明家，傾心於化學研究，尤其喜歡研究炸葯。受父親的影響，諾貝爾從小就表現出頑強勇敢的性格，他經常和父親一起去實驗炸葯。多年隨父親研究炸葯的經歷，也使他的興趣很快轉到應用化學方面。
1862年夏天，他開始了對硝化甘油的研究。這是一個充滿危險和犧牲的艱苦歷程。死亡時刻都在陪伴著他。 在一次進行炸葯實驗時發生了爆炸事件，實驗室被炸的無影無蹤，5個助手全部犧牲，連他最小的弟弟也未能倖免。這次驚人的爆炸事故，使諾貝爾的父親受到了十分沉重的打擊，沒有多久就去世了。他的鄰居們出於恐懼，也紛紛向政府控告諾貝爾，此後，政府不準諾貝爾在市內進行實驗。
但是諾貝爾百折不撓，他把實驗室搬到市郊湖中的一艘船上繼續實驗。經過長期的研究，他終於發現了一種非常容易引起爆炸的物質－－雷酸汞，他用雷酸汞做成炸葯的引爆物，成功地解決了炸葯的引爆問題，這就是雷管的發明。它是諾貝爾科學道路上的一次重大突破。
礦山開發、河道挖掘、鐵路修建及隧道的開鑿，都需要大量的烈性炸葯，所以硝化甘油炸葯的問世受到了普遍的歡迎。諾貝爾在瑞典建成了世界上第一座硝化甘油工廠，隨後又在國外建立了生產炸葯的合資公司。但是，這種炸葯本身有許多不完善之處。存放時間一長就會分解，強烈的振動也會引起爆炸。在運輸和貯藏的過程中曾經發生了許多事故，針對這些情況，瑞典和其他國家的政府發布了許多禁令，禁止任何人運輸諾貝爾發明的炸葯，並明確提出要追究諾貝爾的法律責任。
面對這些考驗，諾貝爾沒有被嚇倒，他又在反復研究的基礎上，發明了以硅藻土為吸收劑的安全炸葯，這種被稱為黃色炸葯的安全炸葯，在火燒和錘擊下都表現出極大的安全性。這使人們對諾貝爾的炸葯完全解除了疑慮，諾貝爾再度獲得了信譽，炸葯工業也很快地獲得了發展。
在安全炸葯研製成功的基礎上，諾貝爾又開始了對舊炸葯的改良和新炸葯的生產研究。兩年以後，一種以火葯棉和硝化甘油混合的新型膠質炸葯研製成功。這種新型炸葯不僅有高度的爆炸力，而且更加安全，既可以在熱輥子間碾壓，也可以在熱氣下壓製成條繩狀。膠質炸葯的發明在科學技術界受到了普遍的重視。諾貝爾在已經取得的成績面前沒有停步，當他獲知無煙火葯的優越性後，又投入了混合無煙火葯的研製，並在不長的時間里研製出了新型的無煙火葯。
諾貝爾一生的發明極多，獲得的專利就有255種，其中僅炸葯就達129種，就在他生命的垂危之際，他仍念念不忘對新型炸葯的研究。

李 政 道

李政道出生於上海，他自幼酷愛讀書，整天手不釋卷，連上衛生間都帶著書看，有時手紙沒帶，書卻從未忘帶。抗戰爭時期，他輾轉到大西南求學，一路上把衣服丟得精光，但書卻一本未丟，反而一次比一次多。
1946年，20歲的李政道到美國留學，當時他只有大二的學歷，但經過嚴格的考試，竟然被芝加哥大學研究生院錄取。3 年後便以「有特殊見解和成就」通過了博士論文答辨，被譽為「神童博士」，當時他才23歲。
李政道對近代物理學的傑出貢獻是：1956 年和楊振寧合作，深入研究了當時令人困惑的θ-τ之謎，並且提出了「李一楊假說」，即在基本粒子的弱相互作用中宇稱可能是不守恆的，後來這一假說被華裔女物理學家吳健雄用實驗所證實，從而推翻了過去在物理學界被奉為金科玉律的宇稱守恆定律，為人類在探索微觀世界的道路上打開了一扇新的大門。他因此也獲得了1957年度諾貝爾物理學獎。
一項科學工作在發表的第二年就獲得諾貝爾獎，這還是第一次。李政道又是到那時為止歷史上第二個最年輕的諾貝爾獎獲得者。
李政道在其他方面的重要工作還有：
1949年與M.羅森布拉斯和楊振寧合作提出普適費密弱作用和中間玻色子的存在。
1951年提出水力學中二維空間沒有湍流。
1952年與D.派尼斯合作研究固體物理中極化子的構造。同年與楊振寧合作，提出統計物理中關於相變的楊振寧-李政道定理和李-楊單圓定理。

❻ 大亞灣中微子實驗的大亞灣實驗的國際學術影響

由於科學意義重大，國際上先後有7個國家提出了8個實驗方案，最終進入建設階段的共有3個。中國科學院高能物理研究所的科研人員2003年提出設想，利用我國大亞灣核反應堆群產生的大量中微子，來尋找中微子的第三種振盪，並提出了實驗和探測器設計的總體方案。
由於這一方案具有獨特的地理優勢和獨到的設計，得到了國際上的廣泛支持，目前匯集了來自中國大陸、美國、俄羅斯、捷克、中國香港和中國台灣等6個國家和地區的200多名科學家共同參與。
據介紹，大亞灣實驗是一個中微子「消失」的實驗，它通過分布在三個實驗大廳的8個全同的探測器來獲取數據。每個探測器為直徑5米、高5米的圓柱形，裝滿透明的液體閃爍體，總重110噸。周圍緊鄰的核反應堆產生海量的電子反中微子，近點實驗大廳中的探測器將會測量這些中微子的初始通量，而遠點實驗大廳的探測器將負責尋找預期中的通量減少。
在2011年12月24日至2012年2月17日的實驗中，科研人員使用了6個中微子探測器，完成了實驗數據的獲取、質量檢查、刻度、修正和數據分析。結果表明中微子第三種振盪幾率為9.2%，誤差為1.7%，從而首次發現了這種新的中微子振盪模式。
中科院高能所原所長陳和生院士認為，大亞灣實驗發現的新中微子振盪，是目前世界上最好、最精確的中微子振盪測量結果，它為未來中微子研究指明了方向。
中國物理學會理事長、中科院副院長詹文龍院士高度評價大亞灣中微子實驗取得的重大發現，支持中微子後續實驗裝置建造和項目推進，並希望大亞灣中微子實驗項目進一步發展，成為下一代中國大型國際科學研究裝置。
「大亞灣實驗的結果具有極為重要的科學意義。它不僅使我們更深入了解了中微子的基本特性，也決定了我們是否能夠進行下一代中微子實驗，以了解宇宙中物質-反物質不對稱現象，即宇宙中『反物質消失之謎』。」中國高能物理學會理事長趙光達院士說。
2012年美國《科學》雜志評出十大科技進展 ， 大亞灣中微子合作項目位列其中。

❼ 世界最大得地下實驗室在哪個國家

世界最深地下實驗室在四川投用，垂直岩石覆蓋達2400米。 目前，美國、英國、法國、義大利、加拿大、日本等許多國家都已經建立起地下實驗室。中國此前一直沒有很好的地下實驗室，特別是極深地下實驗室，許多相關領域的研究工作無法開展或只能與國外有條件的實驗室聯合開展。地下實驗室主要是用來屏蔽高能宇宙線對於暗物質、雙貝塔衰變以及中微子實驗的本底影響。評價一個地下實驗室性能的最重要的參數之一就是宇宙線通量水平。

❽ 中國的科技有哪些是世界之最的

世界最長的城牆——中國萬里長城。

世界最古老的東西貿易通道——絲綢之路。

萬里長城，是中國古代的軍事防禦工程，是一道高大、堅固而連綿不斷的長垣，用以限隔敵騎的行動。長城不是一道單純孤立的城牆，而是以城牆為主體，同大量的城、障、亭、標相結合的防禦體系。

長城修築的歷史可上溯到西周時期，發生在首都鎬京（今陝西西安）的著名的典故「烽火戲諸侯」就源於此。春秋戰國時期列國爭霸，互相防守，長城修築進入第一個高潮，但此時修築的長度都比較短。秦滅六國統一天下後，秦始皇連接和修繕戰國長城，始有萬里長城之稱。

長城資源主要分布在河北、北京、天津、山西、陝西、甘肅、內蒙古、黑龍江、吉林、遼寧、山東、河南、青海、寧夏、新疆等15個省區市。

期中陝西省是中國長城資源最為豐富的省份，境內長城長度達1838千米。根據文物和測繪部門的全國性長城資源調查結果，明長城總長度為8851.8千米，秦漢及早期長城超過1萬千米，總長超過2.1萬千米。

1961年3月4日，長城被國務院公布為第一批全國重點文物保護單位。1987年12月，長城被列入世界文化遺產。

絲綢之路，簡稱絲路，一般指陸上絲綢之路，廣義上講又分為陸上絲綢之路和海上絲綢之路。

陸上絲綢之路起源於西漢（前202年—8年）漢武帝派張騫出使西域開辟的以首都長安（今西安）為起點，經甘肅、新疆，到中亞、西亞，並連接地中海各國的陸上通道。它的最初作用是運輸中國古代出產的絲綢。

1877年，德國地質地理學家李希霍芬在其著作《中國》一書中，把「從公元前114年至公元127年間，中國與中亞、中國與印度間以絲綢貿易為媒介的這條西域交通道路」命名為「絲綢之路」，這一名詞很快被學術界和大眾所接受，並正式運用。

「海上絲綢之路」是古代中國與外國交通貿易和文化交往的海上通道，該路主要以南海為中心，所以又稱南海絲綢之路。海上絲綢之路形成於秦漢時期，發展於三國至隋朝時期，繁榮於唐宋時期，轉變於明清時期，是已知的最為古老的海上航線。

❾ 來自宇宙的「高能信號」，究竟告訴我們什麼

這次的極高能中微子事件發生於2017年9月22日，它的能量約為290 TeV，遠超以往的任何一次高能中微子的觀測值。

很巧合的是，大約兩周後，一些監測極高能光子的望遠鏡紛紛觀測到，在這顆極高能中微子來源方向幾十億光年開外，一個超大質量黑洞導致的「耀變體」，亮度比平時增強了6倍左右。

這一事件在國內天文學界也引起發了廣泛關注和熱議。我們就此采訪了國內相關領域的幾位科學家，請他們談了談對於這次極高能中微子事件的看法——

本期科學家

曹俊：中國科學院高能物理所研究員，從事大亞灣反應堆中微子實驗研究

陳學雷：中國科學院國家天文台研究員

張帆：北京師范大學天文系副教授並兼任美國西弗吉利亞大學助理教授

苟利軍：中國科學院國家天文台研究員，中國科學院大學教授

這次的發現主要說明了什麼？

曹俊：

自從1912年發現宇宙線以來，它的起源一直困擾著我們。對這些能量極其大的宇宙粒子，我們既不知道它們從哪兒來，也不知道什麼機制能將它們加速到那麼高的能量。南極的「冰立方」天文台就是為尋找宇宙線起源而建。它利用了中微子不帶電，不受宇宙中磁場影響，能夠直指源頭的特點。

上世紀80年代晚期開始，Francis
Halzen提出在南極冰層下建立天文台。在90年代「阿曼達實驗」、2000年代「阿曼達」二代的基礎上，2010年建成了冰立方天文台，佔地一立方公里。2013年找到了兩個超高能中微子事件，後來又發現了更多事件，但似乎沒什麼規律，跟天上的哪個源都對不上。2016年有一些模糊的證據。這次終於找到了一個比較可靠的證據，證實巨大黑洞產生的噴流是超高能宇宙線粒子的源頭之一。

張帆：

這次的研究不僅解開了高能中微子的源本身的謎團，伽馬射線的協同觀測也說明類星體可以把質子加速到很高的能量。

陳學雷：

在這項研究之前探測到的天體源中微子，主要包括宇宙線粒子與地球大氣作用形成的中微子、太陽核反應產生的中微子，以及超新星爆發產生的中微子，還有一些不知道來源的中微子。而這次探測到的中微子能量極高，並可能來自黑洞。

苟利軍：

這項研究首次確認了高能中微子的產生源頭，所以非常重要，之前僅僅是探測到了太陽系之外的中微子，但是不知道是哪個天體產生的。

❿ 高能粒子的實驗

1930年，美國物理學家勞倫斯發明了迴旋加速器，並因此獲得了諾貝爾獎，但由於相對論效應，粒子的加速會使質量增大，從而只能使粒子獲得幾百keV的能量。
同步加速器的發明克服了這一缺點，美國費米實驗室的質子同步加速器軌道半徑為1km，利用超導磁場，可將質子加速到1TeV。
同步加速器產生的同步輻射進一步限制了粒子能量的增大，故近年來物理學家們又開始發展直線加速器，因為直線運動的粒子沒有同步輻射。20世紀的最後幾十年是對撞機的時代，弱點統一理論預言的中間玻色子也在對撞機中被發現。歐洲質子對撞機對撞能量已達14TeV，並且已經開始建造更大型的對撞機，希望能夠找到與質量起源聯系密切的希格斯玻色子。對撞機還可以利用兩個重粒子的對撞模擬宇宙大爆炸。
電子感應加速器是一種利用感生電場來加速電子的新型加速器，同步加速器適合加速重粒子（如質子），但是很難加速電子，感應加速器克服了這一困難。如今感應加速器中產生的γ射線可以做光核反應研究，還可以用於工業無損、探傷和醫療等領域。先進的高能加速器和對撞機主要用於前沿科學，而低能加速器卻已經廣泛轉為民用，在材料科學、固體物理、分子生物學、地理、考古等學科有重要應用。
被加速的粒子可以通過輻照改變材料的性質或者誘發植物基因的突變培育新品種，可以診斷並治療腫瘤，還可以生產大量同位素，用於工、農業生產。當然，加速器只能加速帶電粒子，現如今廣泛應用的中子探傷技術、中子干涉測量技術、中子非彈性散射等所用的中子是由核反應堆中產生的。 在高能粒子物理散射實驗中，僅僅有高能粒子還不夠，還必須有先進的粒子探測器來收集信息。粒子探測器是利用粒子與物質的相互作用原理來產生信號的。帶電粒子在物質中運動的主要能量損失是電離損失，通過測量單位路程的能量損失可以判別粒子的類型。
低能在物質中運動的主要能量損失是光電效應，其次較弱的因素還有康普敦散射、瑞利散射、布里淵散射、拉曼散射等，能量大於1MeV的光子能量損失主要原因是產生了正負電子對。高能電子入射到物質中時，由於突然減速，會產生高能軔致輻射，高能光子又會激發正負電子對……如此產生一連串的連鎖反應，可以形成電磁簇射，簇射深度稱為輻射長度，與粒子能量和介質密度有關，高能光子也可以形成簇射。
當帶電粒子在介質中的速度大於介質中的光速時，會產生一種類似於聲學中的「沖擊波」一樣的輻射，稱為切連科夫輻射。切連科夫因為發現這種輻射而獲得了諾貝爾獎。 高能粒子實驗裝置指的是用以發現高能粒子並研究和了解其特性的主要實驗工具。高能物理實驗需要三大條件：一是粒子源；其次是探測器，用以觀察、記錄各種高能粒子，大體上可以分成電探測器和徑跡探測器兩類；第三是用於信息獲取和處理的核電子學系統。
徑跡探測器包括雲室、泡室等探測裝置。在歷史上，人們曾利用這類探測器在科學上得到重要成果。例如，1932年，C.D.安德森用雲室發現了正電子。1960年，中國科學家王淦昌發現反西格馬負超子所用的探測器就是24升丙烷泡室。但是，這類探測器已不屬於現代的主要實驗裝置。
在同步加速器上進行高能物理實驗，常使用前向譜儀。這是在束流前進方向上有目的地安排一系列電探測器，包括閃爍描跡器、多絲正比室、漂移室、契侖科夫計數器、全吸收量能器等探測裝置。例如,用來發現J粒子的雙臂譜儀就是一種前向譜儀。
在對撞機上進行高能物理實驗時，所用譜儀的安排則另有特點。探測器在結構上應盡可能地從各方麵包住對撞區，形成接近4π的立體角。例如，束流管道外包以漂移室,再包以閃爍計數器,外面再包以簇射計數器。簇射計數器外面有大型磁鐵形成軸向磁場。磁鐵外麵包以μ子計數器等，形成多層疊套結構。中國正在興建的第一台正負電子對撞機上所用的探測裝置即屬此類型。
所有這些探測高能粒子的實驗裝置，一般體積都在100～200米3以上，重量達數百噸。然而,其定位精度要求達到10-4米量級，定時精度達到10-10 秒量級,信號通道數達104～105,數據率到107位每秒量級，連續工作時間達103小時以上。因此,完成這樣高指標的信息測量工作，必須擁有龐大、復雜、精密的核電子學系統。 利用這些相互作用原理，針對不同的要求，可以設計出不同類型和功能的粒子探測器。較早的有威爾遜雲室，後來又發明了氣泡室、乳膠室、多絲正比室、漂移室等，最後又發明了切連科夫探測器。
超級神岡中微子探測器是專門用來探測宇宙中最難束縛的幽靈：中微子的，探測器用了50500噸水作為切連科夫探測器，探測到的光（切連科夫輻射）輸入計算機。實驗結果證實了中微子振盪的存在，並且揭示了太陽中微子的失蹤之謎。這些探測器配合粒子加速器可以用來探測多種粒子的軌跡、能量、類型等，它們是加速器的眼睛。
粒子物理實驗所得到的粒子散射截面等數據，結合大爆炸宇宙學恰好可以解釋宇宙中元素的組成和相對豐度。
137億年前，宇宙誕生並開始膨脹，原始宇宙處於超高溫和超高密度的狀態，超高能光子激發出大量的粒子，光子們走不了幾步就會與某個粒子（比如電子）碰撞，光根本透不出來，不得不與其它粒子形成了熱平衡（平衡輻射又叫普朗克輻射）。