高能中微子实验装置有哪些国家有

❶ 中科院高能物理研究所怎么样

能进中科院的都是IQ特别高的，我当年也考中科院高分子材料研究生滑档内下来的，题目大多是容超纲题。
工作生活前期基本在实验室，后期有成果之后召开发表，刊登在世界著名的科学期刊上，去全国各地高校做演讲，一是获取学术地位，二是赚点生活费。搞科研很辛苦的，特别是前期，有成果就不一样了
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两年过去了，我现在在中科院等离子体物理所，高能所的情况我不大了解，中科院的国家经费都不低就对了，现在每个月（硕士）3000-4000左右，不用学费（返还），专心科研。据我所知国内高校几乎没有几个比中科院给的多。
生活基本上都是差不多的，前期就混个二作共同一作啥的，后面有成果了就写论文，半年左右一片，科研狗枯燥乏味，论文都是相互引用，水文章从讲师评职称到教授，所以说为什么中国高校中流传一句话：一流的本科，二流的硕博，三流的教授，有那么点意思在里面，不过并不能以偏概全，至少我现在的导师是硕果累累（核聚变等离子体约束行为方向）。

❷ 费米国家加速器实验室的实验设施

高能物理研究的主要工具是加速器，特别是对撞机，让反向旋转的粒子束流在对撞机中对撞。在美国，最高能量的对撞机就是费米实验室的万亿电子伏特加速器Tevatron，在欧洲核子中心CERN的大型强子对撞机LHC建成之前，Tevatron是世界上最大的加速器。由于实验的性质，高能物理学家们要进行研究，必须与像费米实验室这样大的实验室进行合作。
1、万亿电子伏特加速器Tevatron
Tevatron是世界上最强大的质子反质子对撞机，它将质子和反质子束流沿着4英里的周长加速到光束的99.99999954%。这两个束流在位于束流管道两个不同位置的2个5000吨的探测器（CDF、D0）中心对撞，以研究宇宙早期的情形，探查物质在最小尺度的结构；束流还引入到固定靶产生中微子束流用来开展研究。
Tevatron位于地面25英尺以下。在该加速器内，粒子束流穿过一个大部分由超导磁铁环绕的真空管道。各类磁铁的组合使束流按大的圆形弯转。Tevatron共有1000多块超导磁铁。超导磁铁比常规磁铁产生更强的磁场，工作在华氏－450度，磁铁内的电缆没有电阻，传导大量的电流。特大的磁力可将粒子加速到更高的能量。
（1）加速器链
Tevatron由多级加速器组成：750keV的预注入器、200MeV的直线加速器、8GeV的增强器和500GeV的主加速器。
预注入器：预注入器也叫高压倍加器，是用来产生质子束流的低能强流加速器。质子从这里开始加速，把从离子源中引出的负氢离子加速到750keV。
直线加速器：直线加速器是产生带负电的氢离子是产生质子和反质子束流的第一步。费米实验室的第一个直线加速器建于1971年，最初加速粒子高达200 MeV。1993年进行了升级，由9个加速节组成，长约500英尺，可将预注入器中产生的带负电的离子加速到400 MeV，或大约光束的70%。束流从直线加速器出来，经中能输运段进入增强器。
增强器：位于地下约20英尺的增强器是一个环型加速器，进入增强器的离子要穿过碳箔，碳箔从氢离子中去掉电子，产生带正电子的质子。增强器利用磁铁使质子束流在圆形轨道中弯转，围绕增强器运行20000次。每一圈中它们都在高频腔中经历一个来自电场的加速力，这使得到加速周期结束时将质子的能量加速到8GeV，然后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）将质子从8 GeV加速到150 GeV；（2）产生120 GeV质子，用于反质子的产生；（3）从反质子源接收反质子并把它们的能量提高到150 GeV；（4）将质子和反质子注入Tevatron。
反质子源：为产生反质子，主注入器把120 GeV的质子送到反质子源，质子与镍靶对撞，产生范围很广的次级粒子，包括许多反质子。反质子被收集，聚焦后存在储存环内，并对它们进行累积和冷却。当产生足够数量的反质子后，它们被送到返航器再进行冷却和累积，然后注入Tevatron。
Tevatron：接收从主注入器来的150 GeV的质子与反质子，并将其几乎加速到1000 GeV。质子与反质子按相反的方向在Tevatron里运转，速度每小时仅比光速慢200英里。质子与反质子束流在Tevatron隧道中的CDF和D0探测器的中心部分发生对撞，爆发式地产生新粒子。
（2）探测装置
固定靶：
三条光束线将质子从主注入器传送到中微子靶。这个区域的束流也测试探测器，并进行不涉及中微子的固定靶实验。将各种材料的样品放入光束线中，研究各种类型的粒子和它们的相互作用。利用这些装置，物理学家们在1977年6月30日发现底夸克和2000年Donut实验探测到t中微子。
CDF与D0探测器：
CDF与D0探测器是物理学家们在Tevatron上用来观测质子和反质子之间对撞的两个探测器。探测器大如三层楼房，每个探测器都有许多探测分系统，这些分系统识别来自几乎在光速发生对撞所产生的不同类型的粒子。通过分析这些“碎片”，探究物质的结构、空间和时间。质子反质子在CDF和Do探测器中心每秒发生200多万次的对撞，产生大量的新粒子。对于有趣的事例，探测器记录每个粒子的飞行轨道、能量、动量和电荷。物理学家们倒班工作，一天24小时地监测探测器的运行情况。

❸ 宇宙中来无影去无冬的幽灵粒子，是靠纯净水检测的吗

江门中微子实验（JUNO）于2015年1月开工建设。若顺利，明年年中，施工人员将开始在地下实验厅中组装巨大的球形探测器。这是中国最复杂的高能物理实验装置，预计2022年建成。与当前最好的国际同类设备相比，它的规模要大20倍，精度提高近一倍。

这么大的玻璃球，给工程建设带来了挑战。江门中微子实验项目组先后请来几个知名力学团队帮忙设计，并搭建了专门实验室，测试有机玻璃的力学性能和老化情况，还造了一个直径3米的小球来验证计算和测试是否准确。

❹ 中微子的主要理论

一些欧洲科学家在实验中发现，中微子速度超过光速。如果实验结果经检验得以确认，阿尔伯特·爱因斯坦提出的经典理论相对论将受到挑战。 光速约每秒30万公里，爱因斯坦的相对论认为没有任何物体的速度能够超过光速，这成为现代物理学的重要基础。如果真的证实这种超光速现象，其意义十分重大，整个物理学理论体系或许会因之重建。
此结论：中微子要比光子快60纳秒（1纳秒等于十亿分之一秒）
【已被证实为实验失误，系电脑与全球定位系统（GPS）设备之间的光缆连接松动所致】
意大利格兰萨索国家实验室“奥佩拉”项目研究人员使用一套装置，接收730公里外欧洲核子研究中心发射的中微子束，发现中微子比光子提前60纳秒（1纳秒等于十亿分之一秒）到达，即每秒钟多“跑”6公里。“我们感到震惊，”瑞士伯尔尼大学物理学家、“奥佩拉”项目发言人安东尼奥·伊拉蒂塔托说。2011年9月22日英国《自然》杂志网站报道了这一发现。研究人员定于23日向欧洲核子研究中心提交报告。（据美国《科学》杂志网站报道，去年有关中微子比光跑得快的发现曾震惊科学界，但这个实验结果实际上是由于操作失误，电脑与全球定位系统（GPS）设备之间的光缆连接松动所致。)
挑战经典
相对论是现代物理学基础理论之一，认为任何物质在真空中的速度无法超过光速。这一最新发现可能推翻爱因斯坦的经典理论。欧洲核子研究中心理论物理学家约翰·埃利斯评价：“如果这一结果是事实，那的确非同凡响”。法国物理学家皮埃尔·比内特吕告诉法国媒体，这是“革命性”发现，一旦获得证实，“广义相对论和狭义相对论都将打上问号”。他没有参与这一项目，然而查阅过实验数据。比内特吕说，这项实验中，中微子穿过各类物质，包括地壳，“这也许会减慢它们的速度，但绝不会增加它们的速度，让它们超过光速”。
有待检验
这不是爱因斯坦的光速理论首次遭遇挑战。2007年，美国费米国家实验室研究人员取得类似实验结果，但对实验的精确性存疑。
“奥佩拉”项目发言人伊拉蒂塔托说，项目组充分相信实验结果，继而公开发表。“我们对实验结果非常有信心。我们一遍又一遍检查测量中所有可能出错的地方，却什么也没有发现。我们想请同行们独立核查。”
这一项目使用一套复杂的电子和照相装置，重1800吨，位于格兰萨索国家实验室地下1400米深处。项目研究人员说，这套接收装置与欧洲核子研究中心之间的距离精度为20厘米以内，测速精度为10纳秒以内。过去两年，他们观测到超过1.6万次“超光速”现象。依据这些数据，他们认定，实验结果达到六西格玛或六标准差，即确定正确。
欧洲核子研究中心物理学家埃利斯对这一结果仍心存疑虑。科学家先前研究1987a超新星发出的中微子脉冲。如果最新观测结果适用于所有中微子，这颗超新星发出的中微子应比它发出的光提前数年到达地球。然而，观测显示，这些中微子仅早到数小时。“这难以符合‘欧佩拉’项目观测结果，”埃利斯说。
美国费米实验室中微子项目专家阿尔方斯·韦伯认为，“欧佩拉”实验“仍存在测量误差可能”。费米实验室女发言人珍妮·托马斯说，“欧佩拉”项目结果公布前，费米实验室研究人员就打算继续做更多精确实验，可能今后一年或两年开始。
伊拉蒂塔托欢迎同行对实验数据提出怀疑，同样态度谨慎。他告诉路透社记者：“这一发现如此让人吃惊，以至于眼下所有人都需要非常慎重”。
就韦伯而言，即使实验结果获得确认，相对论“仍是优秀理论”，只不过“需要做一些扩充或修正”。他说，艾萨克·牛顿的重力理论不完美，但并不妨碍人类借助它飞向太空。 9月份发布“中微子超光速”消息的机构是欧核中心（CERN）与大型中微子振荡实验（OPERA）项目组。实验发现，位于日内瓦边境的CERN发射出的中微子束，“翻山越岭”来到732公里外的意大利，在实验误差不超过10纳秒的情况下，中微子的行进速度竟比光快了58纳秒。 这一有可能颠覆当前物理学研究根基的结果震撼了整个学界，也招致了世界上绝大部分物理学家的集体质疑。在当初的各种疑问当中，科学家特别指出，整个实验开始时中微子被质子束产生所需的时间，都比完成实验行进距离后所耗费的时间要久得多。有鉴于此，欧核中心在10月份更换了设备，使中微子的生成时间缩短到了3纳秒，以此来更好地与到达意大利格兰萨索的中微子做比较。第二次重复性实验的结果表明，中微子依旧比光提前到达了62纳秒。这在与第一次实验结论完全吻合的同时，也否定了关于中微子脉冲的持续性与实验结果有关的猜测。
11月17日，该研究团队再次发布报告称，已通过二次检验，获得了与第一次实验相同的结果，且以此排除了实验过程存在错误的可能性。该实验发言人、合作参与研究的瑞士伯尔尼大学安东尼奥·埃里蒂塔图博士表示，本次结果要“稍好点”。其他研究人员亦认为，本次在实验精确性、统计分析等多方面得到改进，且虽说都是OPERA的人，但却是由不同的小组来完成重复实验。
据《纽约时报》在线版、《华盛顿邮报》在线版等多家媒体11月20日消息称，来自OPERA的研究人员当地时间17日发布了新产生的实验数据，再次确认了此前轰动一时的“中微子超光速”实验结果，且这是针对前一次的部分质疑进行了设备修正后再次实验得出的结论。不过，鉴于该实验的“原始”制造方和再次验证都是同机构中人，各地科学家们普遍希望能有独立实验予以复制分析，否则对理论的怀疑都是后话，因为对实验自身的怀疑尚还不能平息。
这一结果给科学界带来了巨大困惑，因为这与爱因斯坦狭义相对论中光速是宇宙速度的极限，没有任何物质的速度可以超越光速的理论相悖。
10月份，欧洲核子研究中心优化了实验方案并开始复核中微子超光速实验，最终“新的测量方法没有改变最初的结论”。但欧洲核子研究中心也表示，在中微子速度超越光速这一结论被驳倒或者被证实前，还需要进行更多的实验观察和独立测试。 北京时间10月18日消息，超光速中微子存在意味着爱因斯坦的推测是错误的。至少自从科研人员在意大利通过OPERA试验提出中微子比我们认为的早到60纳秒后，这就一直是一些非常受欢迎的新闻媒体喜欢谈论的话题。对这一异常结果非常感兴趣的科学家从此开始寻找更准确的答案。该消息宣布3周后，arxiv网站的预印版上粘贴出80多种解释。虽然一些人提出新物理学的可能性，例如中微子在额外维中穿行，或者特定能量的中微子的运行速度比光更快，但是很多人为这项试验提出创新性更少的解释。
有关超光速的解释，最早出现的一个反对理由来自一项天体物理学研究。1987年，一颗强大的超新星产生的大量光和中微子涌向地球。虽然中微子探测器观察到这种微粒比光早到大约3小时，但是很有可能是这种超轻粒子先开始向地球方向飞来。中微子很难与物质产生互动，它相对比较容易从爆炸的恒星核里逃逸出来，而光子会被多种元素吸收并重新发射出来，它从恒星核里逃逸出来需要更长时间。如果OPERA试验得出的结果与观测结果一样，科学家认为中微子应该比光早到超过4年时间。
其他科学家已经把这一超光速结果应用到采用标准物理模型的任务中，这种模型用来描述所有亚原子粒子以及它们之间的互动。据标准物理模型显示，能量足够高的中微子应该能够通过被称作科恩-格拉肖喷射（Cohen-Glashow emission）的过程产生虚拟电子对。正如诺贝尔奖得主格拉肖和他的同事们在一篇论文里的解释，这些喷射物将会逐渐耗尽超光速中微子产生的能量，导致它们的运行速度放慢下来。
理论物理学家马特-施特拉斯勒也在他的博客上说，标准物理模型的特性表明，要让中微子的运行速度比光快，电子也要这样。但是如果电子中微子以OPERA试验提出的速度运行，那么电子至少也应该比光速快十亿分之一。很多试验已经确定电子的理论极限，这很好地排除了上述假设。OPERA科研组利用GPS卫星精确测量探测器与欧洲粒子物理研究所的粒子束之间的730公里的距离，该研究所正是产生中微子的地方。然而根据狭义相对论，如果两名观察员向彼此靠近，将会得出略微不同的结论。
由于卫星是在围绕地球运行，中微子源和探测器的位置会不断发生变化。据该论文说，卫星运动会导致64纳秒的误差，几乎与OPERA科研组的观察结果接近。最终，物理学界还需要花费大量时间，并获得大量学术知识，才能为该科研组得出的结果提供真正的解释。在此之前，激烈的争论可能会一直持续下去。 在OPERA实验结果发表后，除了科学家口头表达的看法外，几天内就出现了几十篇论文，探讨实验的结果。不少知名科学家包括诺贝尔奖获得者，都斩钉截铁地说，肯定是OPERA实验错了。
从概率上来说，最大的可能性是这个实验本身有漏洞，只不过现在还没有被发现。有人指出了实验的几个测量环节有可能会出问题。诺贝尔奖获得者格拉肖发表论文，说明如果真的超了光速，中微子的能量会在地下飞行过程中损失，实验结果会自相矛盾。因此，当务之急是重复实验结果。诺贝尔奖获得者鲁比亚在参加北京诺贝尔奖论坛时表示，另外两个意大利中微子实验BOREXINO和ICARUS可以用来验证。美国MINOS实验也表示，他们会马上分析数据，给出一个初步结果，然后再改进测量设备，验证OPERA实验的结果。
第二种可能是中微子具有特殊性质，这样相对论也是对的，这个实验结果也是对的。比如说，欧洲核子研究中心发出的中微子有可能振荡到一种惰性中微子，而惰性中微子可以在多维空间中“抄近路”，然后再振荡回普通中微子，这样看起来中微子就跑得比光快了。也有人认为中微子的质量不是固定的，与暗能量有关联，会随环境变化，这样在飞行过程中看起来比光速快。诸如此类的理论很多，不过这些理论本身就需要大量实验来证实。
第三种可能就是相对论错了，光速是可以超过的。包含两次实验的具体内容的论文已经公布到互联网上供公众查阅，并已提交给《高能物理学》杂志。相对于9月份实验之后部分OPERA成员不愿在报告草案上署名并希望有更多时间进行检验的状况，埃里蒂塔图向新闻界表示，人们会在第二次实验报告上看到全体研究成员的签名。
论文公布后，反对派的物理学家们指出，尽管回答了一些关于实验的质疑，但OPERA的报告依然回避了以下信息：日内瓦与格兰萨索的时间如何保持同步？两地之间的距离如何得到精确测量？夏威夷马诺大学的中微子物理学家约翰·莱纳德表示，尽管研究者的构想与努力独具创新，但该实验在时差测算中依然存在深层次的系统错误。与许多其他物理学家一样，莱纳德承认绝对可信的理论实际上并不存在。但他们看到了此事件的另外一面——关于中微子的研究正因为那种它所可能带来的深入、广泛的影响而愈具吸引力。而回到物理学理论上，即便该实验结论最终得到证实，那也“将是非常有趣的事”。
欧核中心的理论物理学家阿尔瓦罗·卢居拉认为，中微子实验的结果只能有两种解释：其一，实验者尽管偶然但确实完成了一项革命性的伟大发现；其二，也是他自己选择相信的，是这两次实验都存在着相同的却没有被认识到的错误。
2011/11/2文汇报以整个版面报道了“超光速震撼”.
目前，其他大部分物理学家对于这种颠覆规律的结论依旧持怀疑和保留态度。
而《纽约时报》的报道在全文开篇就指出：尽管已有一小撮儿科学家开始敢于质疑爱因斯坦的经典理论，但OPERA的那些“魍魉粒子”目前仍缺乏解释。 据著名期刊美国《科学》杂志网站报道，接近CERN实验者的消息来源透露，去年9月意大利实验室所作的中微子速度超光速结果终于有了解释：GPS信号接收器和PC之间的光缆没接好导致的系统误差造成了这一假象。
此前已经有更多的研究人员站出来称这一与相对论矛盾的实验结果是由于某种还未发现的系统误差所导致，并且相对论在“发现”之后至今的近一百年间已经为多个实验所证实。这次正是如此：研究人员发现检查连接用来校正中微子飞行时间的GPS信号接收器和PC的光缆后，此前中微子比光速快60ns的实验结果就可得到解释。具体进展还需等待进一步证实以及发表正式文章之后。
得到主流科学界的承认当然没那么容易，同时再次说明布线的重要性，该整理机房了……
中微子超光速试验最新进展—“没有超光速效应”据著名期刊美国《科学》2012年3月23日报道，实验人员在Gran Sasso，使用ICARUS接收器重新测量来自GERN的中微子的速度，发现中微子速度刚好是光速，并没有出现超光速效应。GERN的Carlo Rubbia（ICARUS队的发言人）说到:没有超光速效应，我还能说什么？OPERA的发言人表示：“来自ICARUS的实验结果和我们的近期实验结果相一致”。、
2012年6月8日，正在日本京都召开的国际中微子物理和天体物理学国际会议上，研究人员们向国际科学界报告了这项研究的最新进展情况。物理学家们宣布，之前那项对爱因斯坦相对论的基础——光速极限理论提出挑战的实验已经被确认存在错误。世界上多个独立的研究小组进行的后续验证实验都已经证明，和所有其它事物一样，中微子同样遵循爱因斯坦指出的宇宙速度极限法则。同时，欧洲核子研究中心的科学家们已经做出了澄清：之前的实验结果是错误的，实验设备的线缆接口出现问题导致了误差的发生。

❺ 有哪些科学家的故事

门 捷 列 夫

元素周期律的发现
1867年，俄国彼德圣堡大学里来了一个年轻的化学教授，他就是门捷列夫。身为化学教授的门捷列夫大部分时间不是在实验室度过，而是将自己关在书房里。手里总捏着一副纸牌，颠来倒去，整好又打乱，乱了又重排。不邀牌友，也不去上别人家的牌桌。
两年后的一天，俄罗斯化学会专门邀请专家进行一次学术讨论。学者们有的带着论文，有的带着样品，只有门捷列夫两手空空，学术讨论进行了三天，三天来讨论会场大家各抒己见，好不热闹，只有门捷列夫一个人一直一言不发，只是瞪着一双大眼睛看，竖起耳朵听，有时皱皱眉头想想。
眼看讨论就要结束了，主持人躬身说道：“门捷列夫先生，不知可有什么高见？”门捷列夫也不说话，起身走到桌子的中央，右手从口袋里取出，随即一副纸牌甩在桌子上，在场的人都大吃一惊，门捷列夫爱玩纸牌，化学界的朋友已早有所闻，但总不至于闹到这种地步，到这么严肃的场合来开玩笑吧？
只见门捷列夫将那一把乱纷纷的牌捏在手里，三下两下便整理好，并一一亮给大家看。大家这时才发现这并不是一副普通的扑克，每张牌上写的是一种元素的名称、性质、原子量等，共63张，代表着当时已发现的63种元素。更怪的是，这副牌中有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。
门捷列夫真不愧为玩纸牌的老手，一会儿功夫就在桌子上列成一个牌阵：竖看就是红、橙、黄、绿、青、蓝、紫分别各一列，横看那七种颜色的纸牌就像画出的光谱段，有规律地每隔七张就重复一次。然后门捷列夫口中念念有词地讲着每一个元素的性质，滚瓜烂熟，如数家宝。周围的人都傻眼了。他们在实验室里钻了十年、几十年，想不到一个年轻人玩玩纸牌就能得出这番道理，要说不服气吧，好象有理，要说真是这样，又有些不甘心。
这时一直坐在旁边观看的门捷列夫的老师胡子气得撅起来了，一拍桌子站起来，以师长的严厉声调说道：“快收起你这套魔术吧，身为教授、科学家，不在实验室里老老实实地做实验，却异想天开，摆摆纸牌就要发现什么规律，这些元素难道就由你这样随便摆布吗？……”老人越说越激动，一边还收拾东西准备离去，其他人见状也纷纷站起，这场讨论就这样不了了之。
门捷列夫坚信自己是对的，回家后继续推着这副纸牌，遇到什么地方接连不上时，他就断定还有新元素没被发现，他就暂时补一张空牌，这样他一口气预言了11种未知元素，那副牌已是74张。这就是最早的元素周期表。
在随后的几年中，门捷列夫预言的11种元素陆续被发现，乖乖地住进他的元素周期表，特别是后来发现的氦、氖、氩、氪、氙和氡又给元素周期表增加了新的一族。元素世界一目了然，它就像一幅大地图，以后化学的研究就全靠这幅指南图了。

牛 顿

少年时代的牛顿不像高斯、维纳那样，从小就显露出引人注目的科学天才；也不像莫扎特那样表现了令人惊叹的艺术禀赋。他跟普通人一样，轻松愉快地度过了中学时代。
如果说他和别的孩子有什么不同的话，那就是他的动手能力相当强。他做过会活动的水车；做过能测出准确时间的水钟；还做过一种水车风车联动装置，它使风车可以在无风时借助水力驱动。
15岁那年，一场罕见的暴风雨侵袭英格兰。狂风怒吼，牛顿家的房子直晃悠，就像要倒了似的。牛顿为大自然的威力迷住了，不禁想测验飓风的力量。他冒着狂风暴雨来到后院，一会儿逆风跑，一会儿顺风跳。为了接受更多的风力，他索性敞开斗篷向上跳跃，认准起落点，仔细量距离，看狂风把他吹出多远。
1661年牛顿考上了剑桥大学，尽管在中学里是个优等生，可是剑桥大学集中了各地的尖子学生，他的学习成绩赶不上别人，特别是数学的差距更大。但是他并不气馁，就像他少年时代喜欢思考问题一样，踏踏实实地学习，直到透彻地理解为止。
在大学的头两年里，他除学习算术、代数、三角外，还认真学习了欧几里得《几何原本》，弥补了过去的不足。他又钻研笛卡儿的《几何学》，熟练地掌握了坐标法。这些数学知识，为牛顿后来的科学研究打下了坚实的基础。
四年后，他从剑桥大学毕业了。1666年的一天，牛顿请母亲和弟妹到自己房间里来。房间里黑洞洞的，只从窗子的一个小孔中透过一线阳光，在墙上照出一个白色的光点。牛顿让他们注意看墙上的光点。他手里拿着自制的三棱镜，放在光线入口处，使光折射到对面墙上，光点附近突然映出一条瑰丽的彩带。这条彩带同雨后晴空中出现的彩虹一样，由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等七种颜色组成。牛顿和自己的亲人共同观赏了人工复现的自然景象。后来，牛顿又用第二个三棱镜把七种单色光合成白光。他用白光分解实验宣告了光谱学的诞生。
牛顿在探索光色之谜的同时，还在探索引力之谜。他从苹果从树上掉了下来的事实发现万有引力定律，而且从数学上论证了万有引力定律，并且把力学确立为完整、严密、系统的学科。他在概括和总结前人研究成果的基础上，通过自己的观察和实验，提出了“运动三定律”。这三条定律和万有引力定律共同构成了宏伟壮丽的力学大厦的主要支柱。这座力学大厦是近代天文学和力学发展的基地，是机械、建筑等工程技术发展的基地，也是机械唯物论统治自然科学领域的基地。构造了宏伟壮丽的力学大厦。

瓦 特

瓦特出生于英国的格林诺克，由于家境贫穷没机会上学，先是到一家钟表店当学徒，后又到格拉斯哥大学去当仪器修理工，瓦特聪明好学，他常抽空旁听教授们讲课，再加上他整日亲手摆弄那些仪器，学识也就积累的不浅了。
1764年，格拉斯哥大学收到一台要求修理的纽可门蒸汽机，任务交给了瓦特。瓦特将它修好后，看看他工作那么吃力，就象一个老人在喘气，颠颠颤颤地负重行走，觉得实在应该将它改进一下。
他注意到毛病主要是缸体随着蒸汽每次热了又冷，冷了又热，白白浪费了许多热量。能不能让它一直保持不冷而活塞又照常工作呢？于是他自己出钱租了一个地窖，收集了几台报废的蒸汽机，决心要造出一台新式机器来。
从此，瓦特整日摆弄这些机器，两年后，总算弄出个新机样子。可是点火一试，那汽缸到处漏气，瓦特想尽办法，用毡子包，用油布裹，几个月过去了，还是治不了这个毛病。
一天他又趴到汽缸前观察漏气的原因，不小心一股热气冲出，他急忙躲闪，右肩上已是红肿一片，就像被一把热刀削过一样，辣辣地疼起来，弄得他心烦意乱。他真有些灰心了，这时，是他的妻子给了他勇气，妻子用激将法又激起了继续研究下去的雄心。
他又回到地下实验室，将过去的资料重新翻阅一番，打起精神又干了起来，干累了就守着炉子烧一壶水喝茶。一天，他一边喝茶，一边看着那一动一动的壶盖。他看看炉子上的壶又看看手中的杯子，突然灵感来了：茶水要凉，倒在杯里；蒸汽要冷，何不也把它从汽缸里也“倒”出来呢？
这样想着，瓦特立即设计了一个和汽缸分开的冷凝器，这下热效率提高了三倍，用的煤只有原来的四分之一。这关键的地方一突破，瓦特顿然觉得前程光明。他又到大学里向布莱克教授请教了一些理论问题，教授又介绍他认识了发明镗床的威尔金技师，这位技师立即用镗炮筒的方法制了汽缸和活塞，解决了那个最头疼的漏气问题。
1784年，瓦特的蒸汽机已装上曲轴、飞轮，活塞可以靠从两边进来的蒸汽连续推动，再不用人力去调节活门，世界上第一台真正的蒸汽机诞生了。

杨 振 宁

杨振宁生于安徽合肥，读小学时，数学和语文成绩都很好。中学还没有毕业，就考入了西南联大，那是他才16岁。20岁那年大学毕业后，旋即进入西南联大的研究院。两年后，以优异成绩获得了硕士学位，并考上了公费留美生，于1945年赴美进芝加哥大学，1948年获博士学位。1949年，杨振宁进入普林斯顿高等研究院做博士后，开始同李政道合作进行粒子物理的研究工作。
杨振宁是理论物理学家，他对理论物理学的贡献范围很广，包括基本粒子、统计力学和凝聚态物理学等领域，其中在粒子物理学方面贡献最大。
在粒子物理学方面，他最杰出的贡献是1954年与密耳斯共同提出的杨--密耳斯场理论，开辟了非阿贝尔规范场的新研究领域，为包括电弱统一理论、量子色动力学理论、大统一理论、引力场的规范理论等现代规范场理论打下了坚实基础。
另一项杰出贡献是1956年和李政道合作，深入研究了当时令人困惑的θ－τ之谜，即后来所谓的K 介子有两种不同的衰变方式，一种衰变成偶宇称态，一种衰变成奇宇称态；如果弱衰变过程宇称守恒，则他们必定是两种宇称状态不同的 K介子。但从质量和寿命来看，它们又应是同一种介子。
杨振宁和李政道通过分析认识到，很可能在弱相互作用中宇称不守恒。他们仔细检查了过去的所有实验，确认这些实验并未证明弱相互作用中宇称守恒。在此基础上他们进一步提出了几种检验弱相互作用中宇称不守恒的实验途径。次年, 这一理论预见得到吴健雄小组的实验证实，他们也因次获得了1957年诺贝尔物理学奖。
在粒子物理学方面，杨振宁的贡献还有费密--杨模型，与李政道合作的二分量中微子理论，与李政道和R.奥赫梅合作的关于电荷共轭变换和时间反演变换不守恒的分析，与李政道合作的高能中微子实验分析和关于W 粒子的研究。与吴大峻合作的宇称不守恒分析，规范场的积分形式理论，与吴大峻合作的规范场与纤维丛的关系。与邹祖德合作的高能碰撞理论等等。
杨振宁谨记父亲杨武之的遗训：有生应记国恩隆。他在1971年夏，是美国科学家中率先访华的。他说：“作为一名中国血统的美国科学家，我有责任帮助这两个与我休戚相关的国家建立一座了解和友谊的桥梁。在中国科技发展的道途中，我应该贡献一些力量”。杨振宁是这样说，也是这样做的。20多年来，他频繁穿梭往来于中美之间，做了许多卓有成效的学术联系工作。

戴 维

戴维小时候是一个出名的浪子，虽聪明，但就是不愿学习。他上学时总是一个口袋里装鱼钩鱼线，另一个口袋里装弹弓，上学前总要到河边打几只鸟，钓几条鱼。
父亲死后，母亲拖着五个孩子实在无法活下去，母亲只好把戴维送进一家药店当学徒。到月底时，别人领了工资，却没有戴维的份。戴维就伸手向老板要，老板却当着众人狠狠地打了戴维一下，还说：“让你抓药不识药方，让你送药认不得门牌，你还好意思伸手来要钱？”店里的师徒哄堂大笑。
戴维哪里受过这种羞辱，从此他下定决心要浪子回头、发奋读书，他利用药房的条件研究起化学。这时恰好有个贝多斯教授成立了一个气体疗养院，戴维被邀请一块儿工作，在这里，戴维发现了一种“笑气”，从此戴维的名声大振。
1803年，戴维当选为英国皇家学会的会员。他知道机会难得，于是更加刻苦研究。在许多研究题目中，戴维对伏打电池的电解作用尤感兴趣。他想电能将水分解成氢、氧，那么一定也能将其他物质分解出新元素。而化学中常用的就是苛性碱，不妨拿它试一试。
于是他将一块苛性碱配成水溶液，然后通上电，溶液立即沸腾发热，两根导线附近都出现了气泡。开始戴维以为苛性碱分解了，可是后来发现跑出去的气体是氢气和氧气，也就是说分解的只是水，苛性碱根本没动。
戴维的倔劲上来了，水攻不行，那就用火攻。这回他将苛性碱熔化后，然后通上电，嘿！在导线同苛性碱接触的地方出现了小小的火舌，淡淡的紫色。这可使戴维高兴坏了，但他很快又犯愁了，怎么收集这种物质呢？熔融物温度太高，这东西又易燃，一分解出来就着火了。看来火攻也不是个好办法。
11月19日是皇家学会一年一度贝开尔报告会的日子，戴维满心希望这次能拿一样新发现的元素。可是眼看报告日期就要到了，电解苛性碱还是没有眉目。他苦苦思索了十几天，这天他突然想出了一个好法子：把苛性碱稍稍打湿，让它刚能导电又不含剩余水分。
要将苛性碱打湿很简单，只要把它放在空气中片刻，它就会自动吸潮，表面形成湿糊糊的一层。这次戴维真的成功了，他电解出了金属钾。

钱三强

在法国留学期间，钱三强在巴黎大学镭学研究所居里实验室和法兰西学院原子核化学实验室从事原子核物理的研究工作。这期间，钱三强在原子核物理学领域中做出了很多成就。
首先，他与约里奥·居里合作，用中子打击铀和钍得到放射性的镧同位素，从它们的β射线能谱证明它们是同一种同位素。这对解释当时发现不久的核裂变现象是有力的支持。
他还首次从理论和实验上确定了 50000电子伏特以下的中低能电子的射程与能量的关系。并且与布依西爱和巴什莱合作，首次测出了镤的α射线的精细结构，并与电子内转换的γ谱线符合得很好。
他最大的成就是与妻子何泽慧、两个法国研究生沙士戴勒和微聂隆合作，发现了铀的三分裂和四分裂现象。这个发现使他们异常兴奋，但他们并没有立即发表，因为当时科学家们一致认为原子核分裂只有二分裂的可能。钱三强根据实验继续分析研究，最终得出了能量与角分布等的关系，对三分裂现象从实验与理论两方面作出了全面的论述。
经过十几年的考验，这一发现已得到公认，尤其是到50年代获得新的实验手段后，从第二裂片的同位素质量谱、射程、发射角度等都说明他的解释与实验证据以及电子计算机计算结果相符合。这一发现被人们认为是第二次世界大战后居里实验室和法兰西学院原子核化学实验室第一个重要成果。
在钱三强要返回祖国时，约里奥·居里夫妇送给他一份鉴定书，上面写着：十年期间，在那些到我们实验室来由我们指导工作的同代人中，钱三强最优秀，我们这样说，并不言过其实。

钱三强回国后培养了一批从事研究原子核科学的人才，并且建立起中国研究原子核科学的基地。从1955年起，他参加了原子能事业的建立和组织工作，将近代物理研究所改良为原子能研究所，领导并促进了这一事业的发展以及有关科技工作的开展，对中国科学院和中国原子能事业的建设、计划和学术领导都作出了贡献。

诺贝尔

诺贝尔的父亲是一位颇有才干的发明家，倾心于化学研究，尤其喜欢研究炸药。受父亲的影响，诺贝尔从小就表现出顽强勇敢的性格，他经常和父亲一起去实验炸药。多年随父亲研究炸药的经历，也使他的兴趣很快转到应用化学方面。
1862年夏天，他开始了对硝化甘油的研究。这是一个充满危险和牺牲的艰苦历程。死亡时刻都在陪伴着他。 在一次进行炸药实验时发生了爆炸事件，实验室被炸的无影无踪，5个助手全部牺牲，连他最小的弟弟也未能幸免。这次惊人的爆炸事故，使诺贝尔的父亲受到了十分沉重的打击，没有多久就去世了。他的邻居们出于恐惧，也纷纷向政府控告诺贝尔，此后，政府不准诺贝尔在市内进行实验。
但是诺贝尔百折不挠，他把实验室搬到市郊湖中的一艘船上继续实验。经过长期的研究，他终于发现了一种非常容易引起爆炸的物质－－雷酸汞，他用雷酸汞做成炸药的引爆物，成功地解决了炸药的引爆问题，这就是雷管的发明。它是诺贝尔科学道路上的一次重大突破。
矿山开发、河道挖掘、铁路修建及隧道的开凿，都需要大量的烈性炸药，所以硝化甘油炸药的问世受到了普遍的欢迎。诺贝尔在瑞典建成了世界上第一座硝化甘油工厂，随后又在国外建立了生产炸药的合资公司。但是，这种炸药本身有许多不完善之处。存放时间一长就会分解，强烈的振动也会引起爆炸。在运输和贮藏的过程中曾经发生了许多事故，针对这些情况，瑞典和其他国家的政府发布了许多禁令，禁止任何人运输诺贝尔发明的炸药，并明确提出要追究诺贝尔的法律责任。
面对这些考验，诺贝尔没有被吓倒，他又在反复研究的基础上，发明了以硅藻土为吸收剂的安全炸药，这种被称为黄色炸药的安全炸药，在火烧和锤击下都表现出极大的安全性。这使人们对诺贝尔的炸药完全解除了疑虑，诺贝尔再度获得了信誉，炸药工业也很快地获得了发展。
在安全炸药研制成功的基础上，诺贝尔又开始了对旧炸药的改良和新炸药的生产研究。两年以后，一种以火药棉和硝化甘油混合的新型胶质炸药研制成功。这种新型炸药不仅有高度的爆炸力，而且更加安全，既可以在热辊子间碾压，也可以在热气下压制成条绳状。胶质炸药的发明在科学技术界受到了普遍的重视。诺贝尔在已经取得的成绩面前没有停步，当他获知无烟火药的优越性后，又投入了混合无烟火药的研制，并在不长的时间里研制出了新型的无烟火药。
诺贝尔一生的发明极多，获得的专利就有255种，其中仅炸药就达129种，就在他生命的垂危之际，他仍念念不忘对新型炸药的研究。

李 政 道

李政道出生于上海，他自幼酷爱读书，整天手不释卷，连上卫生间都带着书看，有时手纸没带，书却从未忘带。抗战争时期，他辗转到大西南求学，一路上把衣服丢得精光，但书却一本未丢，反而一次比一次多。
1946年，20岁的李政道到美国留学，当时他只有大二的学历，但经过严格的考试，竟然被芝加哥大学研究生院录取。3 年后便以“有特殊见解和成就”通过了博士论文答辨，被誉为“神童博士”，当时他才23岁。
李政道对近代物理学的杰出贡献是：1956 年和杨振宁合作，深入研究了当时令人困惑的θ-τ之谜，并且提出了“李一杨假说”，即在基本粒子的弱相互作用中宇称可能是不守恒的，后来这一假说被华裔女物理学家吴健雄用实验所证实，从而推翻了过去在物理学界被奉为金科玉律的宇称守恒定律，为人类在探索微观世界的道路上打开了一扇新的大门。他因此也获得了1957年度诺贝尔物理学奖。
一项科学工作在发表的第二年就获得诺贝尔奖，这还是第一次。李政道又是到那时为止历史上第二个最年轻的诺贝尔奖获得者。
李政道在其他方面的重要工作还有：
1949年与M.罗森布拉斯和杨振宁合作提出普适费密弱作用和中间玻色子的存在。
1951年提出水力学中二维空间没有湍流。
1952年与D.派尼斯合作研究固体物理中极化子的构造。同年与杨振宁合作，提出统计物理中关于相变的杨振宁-李政道定理和李-杨单圆定理。

❻ 大亚湾中微子实验的大亚湾实验的国际学术影响

由于科学意义重大，国际上先后有7个国家提出了8个实验方案，最终进入建设阶段的共有3个。中国科学院高能物理研究所的科研人员2003年提出设想，利用我国大亚湾核反应堆群产生的大量中微子，来寻找中微子的第三种振荡，并提出了实验和探测器设计的总体方案。
由于这一方案具有独特的地理优势和独到的设计，得到了国际上的广泛支持，目前汇集了来自中国大陆、美国、俄罗斯、捷克、中国香港和中国台湾等6个国家和地区的200多名科学家共同参与。
据介绍，大亚湾实验是一个中微子“消失”的实验，它通过分布在三个实验大厅的8个全同的探测器来获取数据。每个探测器为直径5米、高5米的圆柱形，装满透明的液体闪烁体，总重110吨。周围紧邻的核反应堆产生海量的电子反中微子，近点实验大厅中的探测器将会测量这些中微子的初始通量，而远点实验大厅的探测器将负责寻找预期中的通量减少。
在2011年12月24日至2012年2月17日的实验中，科研人员使用了6个中微子探测器，完成了实验数据的获取、质量检查、刻度、修正和数据分析。结果表明中微子第三种振荡几率为9.2%，误差为1.7%，从而首次发现了这种新的中微子振荡模式。
中科院高能所原所长陈和生院士认为，大亚湾实验发现的新中微子振荡，是目前世界上最好、最精确的中微子振荡测量结果，它为未来中微子研究指明了方向。
中国物理学会理事长、中科院副院长詹文龙院士高度评价大亚湾中微子实验取得的重大发现，支持中微子后续实验装置建造和项目推进，并希望大亚湾中微子实验项目进一步发展，成为下一代中国大型国际科学研究装置。
“大亚湾实验的结果具有极为重要的科学意义。它不仅使我们更深入了解了中微子的基本特性，也决定了我们是否能够进行下一代中微子实验，以了解宇宙中物质-反物质不对称现象，即宇宙中‘反物质消失之谜’。”中国高能物理学会理事长赵光达院士说。
2012年美国《科学》杂志评出十大科技进展 ， 大亚湾中微子合作项目位列其中。

❼ 世界最大得地下实验室在哪个国家

世界最深地下实验室在四川投用，垂直岩石覆盖达2400米。 目前，美国、英国、法国、意大利、加拿大、日本等许多国家都已经建立起地下实验室。中国此前一直没有很好的地下实验室，特别是极深地下实验室，许多相关领域的研究工作无法开展或只能与国外有条件的实验室联合开展。地下实验室主要是用来屏蔽高能宇宙线对于暗物质、双贝塔衰变以及中微子实验的本底影响。评价一个地下实验室性能的最重要的参数之一就是宇宙线通量水平。

❽ 中国的科技有哪些是世界之最的

世界最长的城墙——中国万里长城。

世界最古老的东西贸易通道——丝绸之路。

万里长城，是中国古代的军事防御工程，是一道高大、坚固而连绵不断的长垣，用以限隔敌骑的行动。长城不是一道单纯孤立的城墙，而是以城墙为主体，同大量的城、障、亭、标相结合的防御体系。

长城修筑的历史可上溯到西周时期，发生在首都镐京（今陕西西安）的著名的典故“烽火戏诸侯”就源于此。春秋战国时期列国争霸，互相防守，长城修筑进入第一个高潮，但此时修筑的长度都比较短。秦灭六国统一天下后，秦始皇连接和修缮战国长城，始有万里长城之称。

长城资源主要分布在河北、北京、天津、山西、陕西、甘肃、内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁、山东、河南、青海、宁夏、新疆等15个省区市。

期中陕西省是中国长城资源最为丰富的省份，境内长城长度达1838千米。根据文物和测绘部门的全国性长城资源调查结果，明长城总长度为8851.8千米，秦汉及早期长城超过1万千米，总长超过2.1万千米。

1961年3月4日，长城被国务院公布为第一批全国重点文物保护单位。1987年12月，长城被列入世界文化遗产。

丝绸之路，简称丝路，一般指陆上丝绸之路，广义上讲又分为陆上丝绸之路和海上丝绸之路。

陆上丝绸之路起源于西汉（前202年—8年）汉武帝派张骞出使西域开辟的以首都长安（今西安）为起点，经甘肃、新疆，到中亚、西亚，并连接地中海各国的陆上通道。它的最初作用是运输中国古代出产的丝绸。

1877年，德国地质地理学家李希霍芬在其著作《中国》一书中，把“从公元前114年至公元127年间，中国与中亚、中国与印度间以丝绸贸易为媒介的这条西域交通道路”命名为“丝绸之路”，这一名词很快被学术界和大众所接受，并正式运用。

“海上丝绸之路”是古代中国与外国交通贸易和文化交往的海上通道，该路主要以南海为中心，所以又称南海丝绸之路。海上丝绸之路形成于秦汉时期，发展于三国至隋朝时期，繁荣于唐宋时期，转变于明清时期，是已知的最为古老的海上航线。

❾ 来自宇宙的“高能信号”，究竟告诉我们什么

这次的极高能中微子事件发生于2017年9月22日，它的能量约为290 TeV，远超以往的任何一次高能中微子的观测值。

很巧合的是，大约两周后，一些监测极高能光子的望远镜纷纷观测到，在这颗极高能中微子来源方向几十亿光年开外，一个超大质量黑洞导致的“耀变体”，亮度比平时增强了6倍左右。

这一事件在国内天文学界也引起发了广泛关注和热议。我们就此采访了国内相关领域的几位科学家，请他们谈了谈对于这次极高能中微子事件的看法——

本期科学家

曹俊：中国科学院高能物理所研究员，从事大亚湾反应堆中微子实验研究

陈学雷：中国科学院国家天文台研究员

张帆：北京师范大学天文系副教授并兼任美国西弗吉利亚大学助理教授

苟利军：中国科学院国家天文台研究员，中国科学院大学教授

这次的发现主要说明了什么？

曹俊：

自从1912年发现宇宙线以来，它的起源一直困扰着我们。对这些能量极其大的宇宙粒子，我们既不知道它们从哪儿来，也不知道什么机制能将它们加速到那么高的能量。南极的“冰立方”天文台就是为寻找宇宙线起源而建。它利用了中微子不带电，不受宇宙中磁场影响，能够直指源头的特点。

上世纪80年代晚期开始，Francis
Halzen提出在南极冰层下建立天文台。在90年代“阿曼达实验”、2000年代“阿曼达”二代的基础上，2010年建成了冰立方天文台，占地一立方公里。2013年找到了两个超高能中微子事件，后来又发现了更多事件，但似乎没什么规律，跟天上的哪个源都对不上。2016年有一些模糊的证据。这次终于找到了一个比较可靠的证据，证实巨大黑洞产生的喷流是超高能宇宙线粒子的源头之一。

张帆：

这次的研究不仅解开了高能中微子的源本身的谜团，伽马射线的协同观测也说明类星体可以把质子加速到很高的能量。

陈学雷：

在这项研究之前探测到的天体源中微子，主要包括宇宙线粒子与地球大气作用形成的中微子、太阳核反应产生的中微子，以及超新星爆发产生的中微子，还有一些不知道来源的中微子。而这次探测到的中微子能量极高，并可能来自黑洞。

苟利军：

这项研究首次确认了高能中微子的产生源头，所以非常重要，之前仅仅是探测到了太阳系之外的中微子，但是不知道是哪个天体产生的。

❿ 高能粒子的实验

1930年，美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器，并因此获得了诺贝尔奖，但由于相对论效应，粒子的加速会使质量增大，从而只能使粒子获得几百keV的能量。
同步加速器的发明克服了这一缺点，美国费米实验室的质子同步加速器轨道半径为1km，利用超导磁场，可将质子加速到1TeV。
同步加速器产生的同步辐射进一步限制了粒子能量的增大，故近年来物理学家们又开始发展直线加速器，因为直线运动的粒子没有同步辐射。20世纪的最后几十年是对撞机的时代，弱点统一理论预言的中间玻色子也在对撞机中被发现。欧洲质子对撞机对撞能量已达14TeV，并且已经开始建造更大型的对撞机，希望能够找到与质量起源联系密切的希格斯玻色子。对撞机还可以利用两个重粒子的对撞模拟宇宙大爆炸。
电子感应加速器是一种利用感生电场来加速电子的新型加速器，同步加速器适合加速重粒子（如质子），但是很难加速电子，感应加速器克服了这一困难。如今感应加速器中产生的γ射线可以做光核反应研究，还可以用于工业无损、探伤和医疗等领域。先进的高能加速器和对撞机主要用于前沿科学，而低能加速器却已经广泛转为民用，在材料科学、固体物理、分子生物学、地理、考古等学科有重要应用。
被加速的粒子可以通过辐照改变材料的性质或者诱发植物基因的突变培育新品种，可以诊断并治疗肿瘤，还可以生产大量同位素，用于工、农业生产。当然，加速器只能加速带电粒子，现如今广泛应用的中子探伤技术、中子干涉测量技术、中子非弹性散射等所用的中子是由核反应堆中产生的。 在高能粒子物理散射实验中，仅仅有高能粒子还不够，还必须有先进的粒子探测器来收集信息。粒子探测器是利用粒子与物质的相互作用原理来产生信号的。带电粒子在物质中运动的主要能量损失是电离损失，通过测量单位路程的能量损失可以判别粒子的类型。
低能在物质中运动的主要能量损失是光电效应，其次较弱的因素还有康普敦散射、瑞利散射、布里渊散射、拉曼散射等，能量大于1MeV的光子能量损失主要原因是产生了正负电子对。高能电子入射到物质中时，由于突然减速，会产生高能轫致辐射，高能光子又会激发正负电子对……如此产生一连串的连锁反应，可以形成电磁簇射，簇射深度称为辐射长度，与粒子能量和介质密度有关，高能光子也可以形成簇射。
当带电粒子在介质中的速度大于介质中的光速时，会产生一种类似于声学中的“冲击波”一样的辐射，称为切连科夫辐射。切连科夫因为发现这种辐射而获得了诺贝尔奖。 高能粒子实验装置指的是用以发现高能粒子并研究和了解其特性的主要实验工具。高能物理实验需要三大条件：一是粒子源；其次是探测器，用以观察、记录各种高能粒子，大体上可以分成电探测器和径迹探测器两类；第三是用于信息获取和处理的核电子学系统。
径迹探测器包括云室、泡室等探测装置。在历史上，人们曾利用这类探测器在科学上得到重要成果。例如，1932年，C.D.安德森用云室发现了正电子。1960年，中国科学家王淦昌发现反西格马负超子所用的探测器就是24升丙烷泡室。但是，这类探测器已不属于现代的主要实验装置。
在同步加速器上进行高能物理实验，常使用前向谱仪。这是在束流前进方向上有目的地安排一系列电探测器，包括闪烁描迹器、多丝正比室、漂移室、契仑科夫计数器、全吸收量能器等探测装置。例如,用来发现J粒子的双臂谱仪就是一种前向谱仪。
在对撞机上进行高能物理实验时，所用谱仪的安排则另有特点。探测器在结构上应尽可能地从各方面包住对撞区，形成接近4π的立体角。例如，束流管道外包以漂移室,再包以闪烁计数器,外面再包以簇射计数器。簇射计数器外面有大型磁铁形成轴向磁场。磁铁外面包以μ子计数器等，形成多层叠套结构。中国正在兴建的第一台正负电子对撞机上所用的探测装置即属此类型。
所有这些探测高能粒子的实验装置，一般体积都在100～200米3以上，重量达数百吨。然而,其定位精度要求达到10-4米量级，定时精度达到10-10 秒量级,信号通道数达104～105,数据率到107位每秒量级，连续工作时间达103小时以上。因此,完成这样高指标的信息测量工作，必须拥有庞大、复杂、精密的核电子学系统。 利用这些相互作用原理，针对不同的要求，可以设计出不同类型和功能的粒子探测器。较早的有威尔逊云室，后来又发明了气泡室、乳胶室、多丝正比室、漂移室等，最后又发明了切连科夫探测器。
超级神冈中微子探测器是专门用来探测宇宙中最难束缚的幽灵：中微子的，探测器用了50500吨水作为切连科夫探测器，探测到的光（切连科夫辐射）输入计算机。实验结果证实了中微子振荡的存在，并且揭示了太阳中微子的失踪之谜。这些探测器配合粒子加速器可以用来探测多种粒子的轨迹、能量、类型等，它们是加速器的眼睛。
粒子物理实验所得到的粒子散射截面等数据，结合大爆炸宇宙学恰好可以解释宇宙中元素的组成和相对丰度。
137亿年前，宇宙诞生并开始膨胀，原始宇宙处于超高温和超高密度的状态，超高能光子激发出大量的粒子，光子们走不了几步就会与某个粒子（比如电子）碰撞，光根本透不出来，不得不与其它粒子形成了热平衡（平衡辐射又叫普朗克辐射）。