探索宇宙隐形人--大亚湾反应堆中微子实验/科学文化工程公民科学素养系列 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王贻芳 编

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• 中微子
• 大亚湾反应堆
• 粒子物理
• 科学普及
• 公民科学
• 科学文化
• 实验物理
• 宇宙学
• 科学素养
• 科普读物

店铺： 博库网旗舰店

出版社： 浙江教育

ISBN：9787553640617

商品编码：29283871313

开本：16

出版时间：2015-12-01

基本信息

• 商品名称：探索宇宙隐形人--大亚湾反应堆中微子实验/科学文化工程公民科学素养系列
• 作者：编者:王贻芳
• 定价：32
• 出版社：浙江教育
• ISBN号：9787553640617

其他参考信息（以实物为准）

• 出版时间：2015-12-01
• 印刷时间：2016-10-01
• 版次：1
• 印次：2
• 开本：16开
• 包装：平装
• 页数：174
• 字数：242千字

编辑推荐语

王贻芳编著的《探索宇宙隐形人--大亚湾反应堆中微子实验》阐述中国大科学装置——大亚湾核电站的实施背景、总体情况，围绕其学科原理，介绍“大亚湾核电站”的知识点、工作原理，如大亚湾反应堆中微子实验的核心技术和概念、功能和作用等，力图把大亚湾核电站的知识普及清楚。相关的技术和概念贯穿其中，着重于发散思维，培养兴趣。

作者简介

王贻芳，中国科学院院士，中国科学院高能物理研究所所长。领导完成了北京正负电子对撞机上的北京谱仪的设计、研制、运行和物理研究。开创了我国中微子实验研究，提出了大亚湾反应堆中微子实验方案，并率领团队完成了实验的设计、研制、运行和物理研究。因在粒子物理实验领域的突出贡献，被评为2012年“**全国**科技工作者”，荣获第六届周光召基金基础科学奖、2013年何梁何利基金科技进步奖、2014年潘诺夫斯基实验粒子物理学奖、2015年第20届日经亚洲奖、2016年基础物理学突破奖。

目录

第一章 橫空出世：．神秘的中微子
1 拯救能量守恒定律
2 二十六年的等待
3 七十年共聚首
4 谁偷走了中微子
5 他们获得了2015年诺贝尔物理学奖
6 现代物理学的“掘墓人”
第二章 肩负重任：破解“反物质消失之谜”
1 微观世界之旅
2 反物质宇宙去哪里了
3 “告诉我。真。的大小”
第三章 脱颖而出：大亚湾反应堆中微子实验
1 这是一场**竞赛
2 天时、地利、人和
3 赢在起跑线上
第四章 精益求精：大亚湾实验装置
1 走进大亚湾实验站
2 中微子探测器原理
3 探测器建造之旅
4 *深、*暗、*干净
5 就在那万人中央
第五章 鲤跳龙门：从信息到物理成果
1 智慧的大脑
2 “赌徒”的礼物
3 中微子的“身高”
4 选出那对“情侶”
第六章 硕果累累：大亚湾实验的物理成果
1 来自中国的重要科学发现
2 科学发现的历程
3 *多成果各领风骚
第七章 继往开来：未来中微子实验
1 中微子的未解之谜
2 江门中微子实验
3 未来加速器中微子实验
第八章 畅想未来：造福人类的中微子
1 宇宙的信使
2 地球的探针
3 未来通信的翅膀
4 预警核反应堆与摧毁核**
5 现在的基础研究，未来的**科技

《时空涟漪：探索宇宙的无形信使》 在这浩瀚的宇宙中，存在着无数我们肉眼无法捕捉，甚至仪器也难以探测的微弱信号，它们如同无形的信使，传递着关于宇宙起源、演化以及基本粒子性质的深刻信息。本书《时空涟漪：探索宇宙的无形信使》正是将目光投向了这些最神秘、最难以捉摸的“隐形人”——中微子。我们将踏上一段引人入胜的探索之旅，解开这些粒子的层层面纱，理解它们如何成为我们窥探宇宙奥秘的独特窗口。 第一章：宇宙的低语——认识中微子 在我们将目光聚焦于大亚湾反应堆中微子实验之前，我们首先需要对这些“宇宙低语者”有一个初步的认识。中微子，这个名字本身就充满了神秘感，意为“微小的中性粒子”。它们是基本粒子的一种，隶属于轻子家族，如同电子一样，但又有着天壤之别。 什么是中微子？ 中微子是构成物质的基本粒子之一，它们没有电荷，几乎没有质量（根据目前最精确的测量，其质量极小，但并非零），而且相互作用力极弱。这意味着它们几乎不受电磁力或强核力的影响，只会与弱核力发生作用。 为什么说它们是“隐形人”？ 由于它们极其微弱的相互作用，中微子可以轻易地穿过大量的物质，包括地球，甚至恒星和星系，而不留下任何痕迹。每天，都有数以万亿计的中微子穿过你的身体，但你却浑然不觉。正是这种“隐形”的特性，使得探测它们成为了一项极其艰巨的挑战，也正是这种特性，让它们成为了携带宇宙信息而不受干扰的绝佳载体。 中微子的种类： 中微子并非只有一种。它们存在三种“味”，分别是电子中微子（νe）、缪子中微子（νμ）和陶子中微子（ντ），每一种都对应着一种带电轻子。这三种中微子并非一成不变，它们在传播过程中会相互转化，这种神奇的现象被称为“中微子振荡”，是本书后续将深入探讨的核心内容之一。 中微子的来源： 宇宙中中微子的来源极其广泛。它们在恒星内部的核聚变过程中诞生，是驱动恒星发光发热的“幕后推手”；它们是超新星爆发时喷涌而出的能量载体，记录着恒星死亡的壮丽瞬间；它们甚至可能来自宇宙大爆炸的早期，携带着宇宙最初的信息；而本书聚焦的大亚湾实验，则揭示了另一种重要的人工来源：核反应堆。 第二章：来自核反应堆的秘密——中微子探测的挑战与机遇 核反应堆，通常被视为能源的提供者，却也意外地成为了探测中微子的宝库。在核裂变过程中，重原子核会分裂成较轻的原子核，同时释放出大量的能量和粒子，其中就包括大量的反电子中微子（反电子中微子是电子中微子的反粒子，它们在性质上与电子中微子类似，在中微子物理研究中扮演着重要角色）。这些来自反应堆的中微子，为科学家们提供了一个可控、可观测的“粒子源”，从而开启了深入研究中微子性质的大门。 核反应堆如何产生中微子？ 在核反应堆中，铀-235等重核燃料发生裂变，产生许多放射性裂变产物。这些裂变产物是不稳定的，它们会通过β衰变来达到稳定。β衰变是指原子核发射一个电子（或正电子）和一个反电子中微子（或电子中微子）。因此，一个核反应堆在运行过程中，会产生海量的反电子中微子。 探测的巨大挑战： 正如前文所述，中微子几乎不与物质相互作用，这使得探测它们比大海捞针还要困难。每年，地球上平均有超过10¹⁵个宇宙射线粒子穿过一平方米的面积，而这些粒子能够干扰探测器，产生背景噪声。此外，地壳中的天然放射性物质也会产生各种粒子，同样会干扰中微子探测。为了能够“听到”中微子微弱的信号，科学家们必须将探测器放置在极其“安静”的环境中，例如深埋在地底，远离宇宙射线和地壳的干扰。 探测器的工作原理： 尽管困难重重，科学家们还是发展出了多种精巧的探测技术。本书将重点介绍基于“反冲核径迹”或“闪烁探测”等原理的探测器。例如，一种常见的探测方法是利用反电子中微子与探测器中的某种物质（如质子）发生弱相互作用，产生一个带电粒子，这个粒子在探测器中留下痕迹，从而被记录下来。通过对这些痕迹的分析，科学家可以推断出中微子的存在以及它们的能量和方向。 第三章：大亚湾的“眼睛”——揭秘大亚湾反应堆中微子实验 大亚湾反应堆中微子实验，是全球最著名、最成功的地表反应堆中微子实验之一。它坐落在中国风景秀丽的大亚湾地区，汇集了来自世界各地的顶尖科学家和工程师，共同构建起一座座“巨型捕手”，捕捉那些穿越山峦、来自核反应堆的中微子。 实验的选址： 选择大亚湾作为实验地点并非偶然。这里拥有多个大型核反应堆，可以提供强大的反电子中微子源。同时，地质条件也允许科学家们在地下挖掘出足够大的空间来容纳探测器，从而有效地屏蔽来自地表的干扰。 探测器的设计与布局： 大亚湾实验采用了多台大型探测器，它们被巧妙地放置在不同的位置，相互配合，以实现最精确的测量。这些探测器通常由巨大的透明水箱组成，其中充满了特殊的液体闪烁剂。当反电子中微子与探测器中的粒子发生作用时，会产生微弱的光信号，这些光信号被分布在探测器壁上的高灵敏度光电倍增管捕捉并放大，最终形成可分析的数据。 探测的“靶子”——反电子中微子： 大亚湾实验的主要目标是精确测量反电子中微子在传播过程中消失的现象，即“反电子中微子湮灭”。科学家们通过比较距离反应堆不同远近的探测器所测量到的反电子中微子数量，来判断它们是否在飞行过程中“转变成”了其他味的中微子，从而消失在探测器的视野中。 第四章：中微子振荡——解开宇宙的“迷惑之舞” 中微子振荡是中微子物理领域最令人兴奋的发现之一，也是大亚湾实验最重要的科学成果之一。它颠覆了人们对基本粒子性质的传统认知，也为理解宇宙的奥秘提供了新的线索。 振荡的本质： 中微子振荡是指，当一种味的中微子（例如电子中微子）在空间中传播时，它们会以一定的概率转变成另一种味的中微子（例如缪子中微子或陶子中微子）。这种转换并非随机，而是遵循着特定的概率规律。 关键的“混合角”： 中微子振荡的概率由一系列参数决定，其中最关键的参数之一是“混合角”。混合角描述了不同味的中微子之间混合的程度。测量这些混合角，特别是其中一个被称为 $ heta_{13}$ 的混合角，是中微子物理研究的核心任务。 大亚湾实验的突破： 在大亚湾实验之前， $ heta_{13}$ 的数值一直是一个谜团。科学家们对其值的大小存在着不同的猜测，有的认为它很小，接近于零，有的则认为它可能是一个显著的非零值。大亚湾实验以极高的精度测量了反电子中微子的消失率，首次明确地证明了 $ heta_{13}$ 是一个非零值，并且精确地测定了它的数值。这一发现具有划时代的意义，它不仅证实了中微子振荡的存在，而且为揭示宇宙中物质-反物质不对称性等重大问题提供了关键信息。 第五章：振荡之外的深远意义——中微子与宇宙的未来 中微子振荡的研究，尤其是大亚湾实验对 $ heta_{13}$ 的精确测量，不仅仅是一项基础物理学的突破，它还对我们理解宇宙的许多基本问题具有深远的意义。 中微子质量的由来： 中微子振荡的直接前提是中微子具有质量。虽然质量极小，但中微子质量的存在是标准模型之外的重要证据，也为解释宇宙中物质为何比反物质多这一深刻问题提供了新的视角。 宇宙的演化： 中微子是宇宙早期形成的重要组成部分。对中微子性质的深入理解，有助于我们更精确地模拟宇宙的早期演化，包括大爆炸之后的温度、密度以及基本粒子的形成过程。 暗物质与暗能量的猜想： 虽然中微子本身不是暗物质的主要成分（因为它们的质量太小，运动速度太快），但它们的存在和性质研究，为我们探索更神秘的暗物质粒子提供了理论框架和实验思路。同时，中微子在宇宙膨胀和结构形成中的作用，也可能与暗能量的研究产生联系。 核能安全与核不扩散： 反应堆中微子实验的另一个潜在应用是监控核反应堆的运行状态，甚至可能用于核不扩散的国际核查。通过探测反应堆释放出的中微子，可以判断其是否正常运行，或者是否存在秘密的核材料生产活动。 引领下一代探测器： 大亚湾实验的成功，为未来更先进的中微子探测器设计提供了宝贵的经验和技术积累。科学家们正计划建造更大、更灵敏的探测器，以进一步探索中微子性质的未知领域，例如寻找中微子是否是自身的反粒子（马约拉纳中微子），以及测量中微子质量的绝对值。 结语： 《时空涟漪：探索宇宙的无形信使》带领读者走过了一段跨越微观粒子与宏观宇宙的精彩旅程。我们从认识中微子这一“隐形人”开始，了解了它们在核反应堆中的诞生，以及探测它们的艰巨挑战。随后，我们深入大亚湾实验的核心，见证了科学家们如何用智慧和汗水建造“巨型捕手”，捕捉那些微弱的信号。而最令人振奋的是，我们揭示了中微子振荡这一神奇的现象，以及大亚湾实验在精确测量 $ heta_{13}$ 混合角方面取得的突破性进展。 最终，本书将目光投向了这些发现的深远意义，它们不仅是基础物理学的重大胜利，更是我们理解宇宙起源、演化以及未来命运的基石。中微子，这些曾经被忽视的“宇宙低语者”，正以它们独特的方式，为我们描绘出一幅更加完整、更加精彩的宇宙图景。这场探索永无止境，未来，更多隐藏在时空涟漪中的秘密，等待着我们去发现。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字，特别是“隐形人”这个词，立刻勾起了我的好奇心。它似乎暗示着一种隐藏的、不为人知的力量，一种超越我们日常感官的存在。我脑海中闪过无数个与“隐形人”相关的画面，从科幻小说中的设定，到哲学中的思辨。而“大亚湾反应堆中微子实验”则将这种神秘感具象化，让我联想到那些在地下深处，在庞大的设备中，科学家们是如何默默耕耘，试图揭开宇宙面纱的场景。我很好奇，这本书会以怎样的方式来讲述这个关于“隐形人”的故事？是会从宏观的宇宙演化讲起，还是会从微观粒子的奇妙世界切入？“公民科学素养系列”的定位，则让我更加期待，这本书一定是用一种易于理解、引人入胜的方式来传播科学知识，让普通读者也能领略到科学探索的乐趣和价值。我希望它能让我了解到，那些我们看不见的“隐形人”，在宇宙中扮演着怎样的角色，它们又如何影响着我们对世界的认知。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计极具吸引力，深邃的蓝色背景仿佛将人拉入了浩瀚的星辰大海，而“隐形人”的字样则瞬间点燃了我的好奇心。我一直对宇宙中的未知事物充满向往，特别是那些我们肉眼无法察觉却又真实存在的奥秘。这本书的名字让我联想到科幻小说中的情节，但“大亚湾反应堆中微子实验”又将我的思绪拉回到科学的严谨之中。这究竟是一个关于天文学的宏大叙事，还是一个关于粒子物理学的微观探索？亦或是两者兼而有之，用一种全新的视角来解读宇宙的真相？公民科学素养系列这个定位，似乎在暗示着这本书并非高高在上的学术著作，而是希望以一种更加平易近人的方式，将深奥的科学知识传递给大众，激发我们对于科学的兴趣和探索欲。我想，通过这本书，我或许能窥见那些隐藏在日常物质背后，却又支撑着整个宇宙运转的“隐形人”的真实面貌，理解它们是如何影响着我们所处的这个奇妙世界。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开这本书，被篇头的那张图片深深吸引。那是一幅描绘宇宙深处的景象，星云如同一团团绚烂的颜料在画布上晕染开来，其中点缀着无数闪烁的星辰。然而，最让我着迷的是，在那些明亮的光芒之外，似乎还存在着某种更加幽微、更加难以捉摸的存在。这不正呼应了书名中的“隐形人”吗？我开始想象，这些“隐形人”究竟是什么？它们是暗物质、暗能量，还是某种我从未听说过的神秘粒子？大亚湾反应堆中微子实验这个词组，则为我打开了一扇通往微观世界的大门。我一直对中微子这个粒子感到好奇，它如此微小，又如此难以捉摸，却又在宇宙中扮演着重要的角色。这本书是否会带领我深入了解中微子的性质，以及科学家们是如何通过大亚湾这个庞大的实验装置，去捕捉和研究这些“宇宙幽灵”的？我期待着书中能够用生动有趣的语言，将那些复杂的物理概念和实验过程讲解清楚，让我这个非专业人士也能领略到科学的魅力，感受到探索未知的那份激动人心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面，用一种充满想象力的方式，将“宇宙”的浩瀚与“隐形人”的神秘巧妙地结合在一起。当我看到“大亚湾反应堆中微子实验”这个具体的科学术语时，我的思绪立刻被拉到了科学研究的真实场景。我开始想象，这是否是一本关于如何通过科学实验来探索宇宙中未知存在的书籍？“隐形人”究竟是指什么？是那些我们尚未发现的粒子，还是某种我们无法直接观测的物理现象？“公民科学素养系列”这个名称，更是让我眼前一亮。这说明这本书并非高高在上的学术论文，而是希望以一种亲民、易懂的方式，将复杂的科学知识传递给更广泛的读者群体。我期望这本书能够用生动的语言，描绘出科学家们在探索过程中遇到的挑战与成就，让我感受到科学研究的严谨与浪漫。我想，通过阅读这本书，我不仅能了解到关于中微子和宇宙的知识，更能从中体会到科学探索的精神，并提升自己的科学素养，更深刻地理解我们所处的这个奇妙而充满未知的世界。

评分☆☆☆☆☆

书的封面设计仿佛在讲述一个古老而又崭新的故事。“隐形人”这个词，总是带着一丝神秘和传奇色彩，让我想象着那些潜藏在现实世界之外，却又真实存在的力量。而“大亚 GgY 反应堆中微子实验”的出现，则瞬间将故事的背景锁定在了现代科学的最前沿。我开始猜测，这本书的作者是否会以一种非常规的叙事方式，将宏观的宇宙图景与微观的粒子世界巧妙地融合在一起？它是否会讲述科学家们如何像侦探一样，通过精密的仪器和严谨的逻辑，去追踪那些几乎不存在的“隐形人”？“公民科学素养系列”这个标签，更是让我对这本书充满了期待。我希望它不是一本枯燥的科普读物，而是能够激发我思考，让我不仅仅是被动地接收信息，更能主动地去提问，去理解科学背后的逻辑和方法。我迫切地想知道，这些“隐形人”与我们的生活究竟有什么联系，它们又是如何改变我们对宇宙的认知的。