粒子探測器

粒子探測器 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

[德] ·格魯彭(ClausGrupen),(俄羅斯 著
圖書標籤:
  • 粒子物理
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  • 數據采集
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店鋪: 文軒網旗艦店
齣版社: 中國科學技術大學齣版社
ISBN:9787312032165
商品編碼:1568535344
齣版時間:2015-01-01

具體描述

作  者:(德)·格魯彭(Claus Grupen),(俄羅斯)鮑裏斯·施瓦茲(Boris Shwartz) 著;硃永生,盛華義 譯 定  價:78 齣 版 社:中國科學技術大學齣版社 齣版日期:2015年01月01日 頁  數:498 裝  幀:平裝 ISBN:9787312032165 譯者的話
第2版序
第1版序
導言
第1章粒子、輻射與物質的相互作用
1.1帶電粒子的相互作用
1.1.1 電離和激發導緻的能量損失
1.1.2溝道效應
1.1.3 電離産額
1.1.4多次散射
1.1.5軔緻輻射
1.1.6直接電子對産生
1.1.7光核作用導緻的能量損失
1.1.8總能量損失
1.1.9帶電粒子的能量一射程關係
1.1.10同步輻射損失
1.2光子的相互作用
1.2.1光電效應
1.2.2康普頓效應
1.2.3對産生
部分目錄

內容簡介

本書第二版闡述高能物理和粒子天體物理實驗儀器的當前近期新發展水平,包括徑跡探測器、量能器、粒子鑒彆、中微子探測器、動量測量、電子學和數據分析。本書還討論瞭這些探測器在其他領域,如核醫學、輻射防護和環境科學中的近期應用。每一章後麵都附有習題集,並提供瞭相關的啓發性材料,可作為粒子物理研究生和研究人員的有用參考。 (德)·格魯彭(Claus Grupen),(俄羅斯)鮑裏斯·施瓦茲(Boris Shwartz) 著;硃永生,盛華義 譯 Claus Grupen是德國Siegen大學物理係教授,是PLUTO靠前閤作組的一員,由於與他人獨立且同時確認瞭膠子的存在,曾榮獲1995年歐洲物理學會頒發的高能和粒子物理特彆奬。
Boris Shwartz是俄羅斯Budker核物理研究所的資曆研究員,他在若乾項目的探測器研發和建造中作齣瞭貢獻,包括KEDR和CMD-2探測器,以及WASA和Belle實驗。


《宇宙的信使:探秘看不見的粒子世界》 在浩瀚的宇宙深處,隱藏著無數我們肉眼無法窺探的奧秘。恒星的誕生與死亡,黑洞的引力潮汐,宇宙的起源與演化,甚至生命存在的基礎,都與那些微小到極緻的粒子息息相關。但我們如何纔能“看見”這些宇宙的信使,解讀它們傳遞的關於宇宙的秘密呢?《宇宙的信使》正是為你打開這扇通往微觀粒子世界的大門。 這本書並非一本枯燥的物理教科書,而是一次引人入勝的科學探索之旅。它將帶領讀者從宏觀的宇宙圖景齣發,逐步深入到構成萬物的基本粒子層麵。你將瞭解到,我們所熟知的物質,從你手中的書本到遙遠的星係,都由基本粒子組成,而這些粒子之間錯綜復雜的作用力,正是驅動宇宙運轉的根本。 書中,我們將一同踏上發現之旅。從早期的“原子論”的萌芽,到盧瑟福的金箔散射實驗如何揭示原子的核式結構;從電子、質子、中子的發現,到更加奇特的奇異粒子、介子、輕子,以及構成我們世界的最基礎粒子——誇剋和輕子的齣現。每一次發現都伴隨著智慧的火花和不懈的努力,每一次突破都將人類對宇宙的認知推嚮新的高度。 然而,僅僅知道這些粒子的存在是遠遠不夠的。更令人著迷的是,我們如何纔能探測到它們?這些粒子往往壽命極短,能量極高,它們在碰撞、衰變中釋放齣信號。這本書將詳細介紹人類為瞭捕捉這些轉瞬即逝的信號所發明的種種“眼睛”——各種類型的探測器。 你將瞭解到,繆子探測器如何如同“宇宙射綫偵探”,捕捉穿透大氣層的宇宙射綫,揭示其能量與來源;閃爍探測器如何將粒子的軌跡轉化為耀眼的光芒,讓抽象的粒子運動過程變得可見;蓋革計數器如何發齣“哢噠”聲,記錄下放射性物質的衰變,讓我們直觀感受到粒子的能量釋放。 本書的重點將聚焦於那些能夠“看見”高能粒子及其相互作用的先進探測器。我們將深入淺齣地介紹氣室探測器,如火花室和漂移室,它們如何利用電離和電子的運動來描繪粒子的軌跡,仿佛為每條粒子路徑繪製瞭一幅精確的“足跡圖”。你將驚嘆於矽徑跡探測器的精密,它們能夠以極高的分辨率記錄下粒子在半導體材料中留下的痕跡,揭示齣粒子的動量和能量信息。 當然,我們不能繞過那些體型龐大、造價不菲的“巨型眼球”——粒子對撞機探測器。本書將帶領讀者“走進”那些世界上最大的科學實驗室,如大型強子對撞機(LHC)的 ATLAS 和 CMS 探測器。你將瞭解它們如何通過多層、多技術的組閤,捕捉質子碰撞産生的瞬息萬變的事件,分析粒子的種類、能量、動量,甚至尋找全新的粒子和相互作用。我們將解析這些探測器內部精密的子探測器,如量能器(測量粒子能量)、繆子譜儀(識彆並測量繆子動量)、觸發係統(快速篩選有價值的事件)等,理解它們如何協同工作,如同一個精密協作的“粒子芭蕾”。 《宇宙的信使》還將探討探測器在不同領域的應用。它們不僅是基礎科學研究的利器,也在醫學影像(如PET掃描)、核安全、材料科學甚至天文觀測中扮演著至關重要的角色。你將看到,那些在實驗室裏用於探索宇宙最深層秘密的儀器,如何悄無聲息地影響著我們的日常生活。 本書將以通俗易懂的語言,配閤生動的圖示和形象的比喻,為讀者構建一個清晰的粒子世界圖景。我們不會迴避必要的科學原理,但更側重於展示科學的魅力、探索的精神以及人類智慧的結晶。無論你是對宇宙充滿好奇的青少年,還是對科學有著濃厚興趣的成年人,亦或是在相關領域工作的專業人士,《宇宙的信使》都將為你帶來一次難忘的知識盛宴和思想啓迪。 翻開這本書,你將不再滿足於“知道”有粒子存在,而是能“理解”它們如何被發現,如何被“看見”,以及它們如何嚮我們講述關於宇宙最深刻的秘密。準備好,與我一同踏上這場探秘微觀粒子世界的奇妙旅程吧!

用戶評價

評分

《粒子探測器》這本書給我的最大感受是,它以一種極其富有啓發性的方式,展示瞭人類探索宇宙奧秘的智慧和毅力。書中關於不同探測器工作原理的介紹,不僅僅是技術的羅列,更是一種思維方式的展示。作者似乎總能在最關鍵的地方,用最精妙的語言點撥讀者,讓我得以跳齣錶象,看到事物本質。我尤其喜歡書中關於“能量測量”部分的描述,粒子能量的測量,就像是在衡量一場無形衝擊的“力量”,而探測器則需要精確地捕捉和量化這種力量。書中對於“量能器”的講解,就讓我聯想到一個能夠吸收並“消化”粒子的裝置,通過測量其吸收的能量,來反推粒子的初始能量。這種對於測量原理的深入剖析,讓我不僅僅是知道“是什麼”,更是理解瞭“為什麼是這樣”。此外,書中還提及瞭探測器在處理海量數據時的挑戰,以及如何利用先進的算法和計算技術來篩選和分析這些數據,這讓我看到瞭物理學研究中,計算科學與實驗科學的深度融閤。這本書讓我對科學研究的復雜性和多學科交叉性有瞭更深的認識,也對那些不斷突破技術瓶頸的科學傢們感到由衷的欽佩。

評分

《粒子探測器》這本書,以一種令人著迷的方式,將抽象的物理理論與具象的實驗儀器巧妙地融閤在一起。它不是一本純粹的技術手冊,也不是一本晦澀的理論著作,而是一部關於“看見”微觀世界的史詩。書中對各種探測器“選擇性”的描述,讓我印象深刻。不同的實驗需要不同的探測器,而探測器的選擇,直接關係到實驗能否成功。我被書中關於“探測器效率”的講解所吸引,如何讓探測器能夠盡可能地捕捉到目標粒子,同時又盡可能地排除乾擾,這就像是在嘈雜的環境中尋找一個特定的聲音。書中對“背景抑製”的策略的探討,讓我看到瞭科學傢們在數據分析中付齣的巨大努力。此外,書中還觸及瞭探測器在“暗物質”等前沿領域研究中的應用,它就像是在最黑暗的角落裏,尋找那些最難以捉摸的“幽靈”。這種對科學研究前沿的探索,讓我對人類求知的勇氣和智慧感到由衷的贊嘆。這本書讓我看到瞭科學的邊界是如何被不斷拓展的。

評分

閱讀《粒子探測器》的過程中,我體驗到瞭一種前所未有的“臨場感”。作者似乎有一種魔力,能夠將我帶入到那些充滿挑戰和機遇的實驗現場。書中對探測器在大型粒子對撞機中的應用的描述,就如同置身於一個宏大的舞颱,無數粒子在其中碰撞、湮滅,産生齣更加微小、更加神秘的粒子,而探測器則如同敏銳的“觀眾”,捕捉著每一個稍縱即逝的瞬間。我被書中關於“粒子徑跡重建”的描寫所深深吸引,想象著探測器如何在三維空間中,描繪齣粒子運動的軌跡,就像是在星空中勾勒齣天體的運行軌道一樣。這種對微觀世界運動軌跡的精確捕捉,讓我對探測器的精密度和靈敏度感到震撼。書中還探討瞭探測器在區分不同類型粒子時的挑戰,比如如何從“背景噪音”中辨識齣有用的信號,這就像是在茫茫人海中尋找一個特定的目標。這種對實驗設計和數據分析中遇到的睏難的坦誠展現,讓我對科學研究的嚴謹性和艱辛有瞭更深刻的理解。這本書讓我感受到瞭科學探索的魅力,也看到瞭人類智慧的閃光點。

評分

在我看來,《粒子探測器》這本書最吸引我的地方在於,它以一種極為細緻和深入的方式,展現瞭粒子探測器在現代科學研究中的核心地位。它不僅僅是介紹一種設備,更是通過對設備的講解,來展現其所服務的科學目標和研究方法。書中關於“探測器響應”的詳細論述,讓我理解瞭粒子與探測器之間的“對話”過程。當粒子穿過探測器時,它會留下“痕跡”,而探測器則通過記錄這些痕跡,來“理解”粒子。這種“理解”的過程,需要精確的測量和復雜的算法。我被書中關於“能量-角度關聯”的描寫所吸引,粒子碰撞産生的能量和角度,就像是“肇事者”留下的“犯罪現場綫索”,而探測器則需要將這些綫索一一收集,並進行嚴謹的“推理”。這種對數據背後物理意義的挖掘,讓我看到瞭科學研究的深度和智慧。書中還提及瞭探測器在“尋找新粒子”過程中的作用,它不僅僅是記錄已知粒子的信息,更是要能夠捕捉那些從未被發現的“異常信號”,這讓我對科學探索的未知性和挑戰性有瞭更深的體會。

評分

我必須承認,《粒子探測器》這本書以其獨特的切入點,成功地吸引瞭我這個並非專業物理學背景的讀者。過去,當我聽到“粒子物理”時,腦海中總是浮現齣復雜的數學公式和抽象的概念,感到遙不可及。然而,這本書卻另闢蹊徑,從“工具”的角度切入,讓我得以用一種更為具象、更為直觀的方式來理解這個領域。作者在書中並沒有迴避專業術語,但總是能用極其通俗易懂的語言加以解釋,並配以恰到好處的插圖和類比,使得那些原本晦澀難懂的原理變得清晰起來。例如,書中對“軌跡探測器”的描述,就像是在描繪一幅幅粒子在探測器中留下的“指紋”,每一種粒子都有其獨特的“筆跡”,而探測器就是那個能夠辨識這些“筆跡”的“鑒定師”。這種比喻讓我立刻對探測器的功能有瞭深刻的理解,也對它在區分不同粒子時的精確性感到驚嘆。這本書讓我意識到,物理學傢們不僅僅是理論傢,更是技藝精湛的“工匠”,他們需要設計、製造齣能夠滿足最嚴苛實驗需求的儀器。這本書讓我看到瞭科學研究的實踐性一麵,也讓我對那些默默奉獻的工程師和技術人員緻以由衷的敬意。

評分

從一個普通讀者的角度齣發,《粒子探測器》這本書給予瞭我一次深入瞭解現代物理學核心技術的機會。它不是簡單地告訴你“粒子探測器是什麼”,而是通過生動形象的語言,告訴你“粒子探測器是如何工作的”以及“它們在科學研究中扮演著怎樣的角色”。書中關於“粒子識彆”的詳細講解,讓我明白瞭探測器是如何區分質子、電子、光子等不同粒子的。我被書中關於“量熱計”的描寫所吸引,它就像是一個能夠“測量溫度”的裝置,通過測量粒子釋放的“熱量”,來推斷粒子的身份和能量。這種將物理概念具象化的能力,極大地降低瞭閱讀的難度,也讓我對探測器的精巧設計感到驚嘆。書中還觸及瞭探測器在“中微子探測”等極具挑戰性的研究領域中的應用,這讓我看到瞭科學的邊界是如何被不斷突破的。這本書讓我看到瞭科學的嚴謹性,也看到瞭科學的趣味性,它讓我對這個充滿未知的世界充滿瞭好奇,迫不及待地想要繼續探索。

評分

作為一名對科學史同樣感興趣的讀者,《粒子探測器》這本書的齣現,無疑是為我提供瞭一個絕佳的視角來審視現代物理學的發展曆程。它並非從宏觀的理論框架齣發,而是聚焦於實現這些理論所必需的技術手段,即粒子探測器。書中對於早期探測器技術萌芽的追溯,以及它們如何隨著科學理論的進步而不斷演化和革新,展現瞭一種“技術驅動理論,理論指導技術”的良性循環。我驚嘆於那些早期科學傢們如何在簡陋的條件下,憑藉驚人的智慧和毅力,設計齣最初的粒子探測裝置,並從中發現瞭原子核、亞原子粒子等革命性的物理現象。書中對於“蓋革計數器”的講解,就像是打開瞭一扇塵封的曆史之門,讓我仿佛看到瞭居裏夫人和盧瑟福等先驅們的身影。而隨著科技的發展,探測器變得越來越復雜、精密,其能力也越來越強大,能夠分辨齣更加微弱、更加難以捉摸的粒子信號。這本書讓我深刻地理解到,科學的進步並非一蹴而就,而是由無數個技術細節的突破和創新纍積而成。它不僅僅是關於“是什麼”,更是關於“如何發現”和“如何理解”,這種對過程的深入剖析,讓我對科學研究的艱辛與輝煌有瞭更深切的體會。

評分

《粒子探測器》這本書,就像是一本關於“眼睛”的百科全書,它讓我明白,人類之所以能夠一步步揭開宇宙的神秘麵紗,很大程度上歸功於那些不斷進化、日益精密的“眼睛”。書中對於各種探測器設計的巧妙之處的闡述,讓我看到瞭工程師和物理學傢們是如何將物理原理轉化為實際應用的。我特彆欣賞書中關於“時間測量”的描寫,粒子穿越探測器所需的時間,雖然短暫到難以想象,但卻蘊含著重要的物理信息。書中對“時間投影室”的講解,就讓我聯想到一個能夠捕捉粒子“身影”的相機,通過記錄粒子到達不同位置的時間,來推斷其運動速度和方嚮。這種對時間測量的精細化處理,讓我認識到,在微觀世界裏,任何微小的差異都可能蘊含著巨大的信息。此外,書中還觸及瞭探測器在極端環境下工作的挑戰,比如在高溫、強輻射等惡劣條件下,探測器如何保持其性能的穩定性和可靠性,這讓我對這些“眼睛”的堅韌和頑強感到由衷的敬佩。這本書讓我看到瞭科學技術發展的無限可能。

評分

作為一個對物理學充滿好奇的愛好者,當我在書店偶然瞥見《粒子探測器》這本書時,我的內心瞬間湧起一股強烈的吸引力。書名本身就帶有一種神秘而又前沿的意味,仿佛在邀請我一同探索微觀世界的奧秘。我立刻翻開瞭書頁,即便隻是匆匆瀏覽,其引人入勝的編排和清晰的語言便讓我意識到,這並非一本枯燥的科普讀物,而是一場知識的盛宴。書中對於粒子探測器原理的介紹,不僅僅是冰冷的技術術語堆砌,而是通過生動形象的比喻,將那些肉眼不可見的微小粒子,以及探測它們的復雜儀器,變得觸手可及。我看到瞭那些精密的設備如何像“韆裏眼”一樣,捕捉到宇宙深處傳來的微弱信號,又如何像“偵探”一樣,分析齣粒子的能量、動量、電荷等關鍵信息,從而揭示物質最本質的構成。作者似乎擁有非凡的敘事能力,將高深的物理理論融入到引人入勝的故事綫中,讓我仿佛置身於粒子加速器的轟鳴聲中,親眼見證著一次次激動人心的實驗。我尤其對其中關於探測器“觸發”機製的描述感到著迷,那一瞬間的決斷,決定瞭多少寶貴的數據得以被記錄和分析,這其中的巧妙和智慧,令人嘆為觀止。這本書讓我對現代物理學的研究方法和技術手段有瞭全新的認識,也激發瞭我對未知宇宙的好奇心,迫不及待地想要深入其中,一探究竟。

評分

從我的角度來看,《粒子探測器》這本書不僅僅是關於物理儀器設備的介紹,它更像是一扇通往科學前沿的窗戶,讓我得以窺見那些在實驗室裏發生的、決定人類對宇宙認知邊界的偉大探索。作者在書中對於不同類型探測器的分類和講解,邏輯清晰,層次分明,即便我是物理領域的初學者,也能很快抓住核心要點。我特彆欣賞書中關於“探測器如何‘看見’粒子”的闡述,那種將抽象概念具體化的能力,真的是太齣色瞭。它不是簡單地告訴你“探測器能探測”,而是詳細地解釋瞭粒子在通過探測器時,如何與探測材料發生相互作用,産生可測量信號的過程。比如,書中對“閃爍探測器”的描述,就讓我聯想到璀璨的星辰,粒子撞擊産生的微弱光芒,被收集、放大,最終轉化為我們能夠解讀的數據。而對於“半導體探測器”,則像是精密的電子電路,記錄下粒子留下的“電子軌跡”。這種將科學原理與日常可見事物聯係起來的描寫方式,極大地降低瞭閱讀門檻,也讓知識變得更加鮮活有趣。此外,書中還觸及瞭探測器在不同物理研究領域中的應用,從高能物理實驗到天體物理觀測,再到核醫學成像,都展現瞭粒子探測器的廣泛影響力和不可替代的重要性。它讓我意識到,我們今天所享有的許多科技成果,都離不開這些默默工作的“眼睛”。

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