AMANDA項(xiàng)目 

　　中微子是微觀宇宙中的最引人注意的物體之一。因?yàn)樗鼈兒苌侔l(fā)生相互作用，所以它們實(shí)際上可以毫不受影響地從緊密的宇宙物體中逃脫出來。大爆炸后的產(chǎn)物宇宙塵埃和大量的無線電波都不能嚴(yán)重地阻礙它們。因此，它們是電磁輻射（光，無線電波，γ射線等）的補(bǔ)充送信者。中微子天體物理打開了宇宙的一個(gè)新窗口。 

　　DESY ZEUTHEN分部正參加兩個(gè)中微子望遠(yuǎn)鏡的建造和數(shù)據(jù)分析。小一點(diǎn)的在西伯里亞的貝加爾湖水下1公里處，大一點(diǎn)的稱為AMANDA（南極m子和中微子探測(cè)器陣列），安裝在南極3000米厚的冰覆蓋層中。 

　　AMANDA（南極μ子和中微子探測(cè)器陣列）實(shí)驗(yàn)采用南極上面的冰覆蓋層作為他們大型中微子望遠(yuǎn)鏡的介質(zhì)。1994年美國(guó)和瑞典的合作者在800米和1000米之間的深度安裝了第一個(gè)測(cè)試設(shè)備，但殘余的水泡損壞了冰的透明度。所以在1996年4根新的裝有86個(gè)光探測(cè)器的繩被放在1520 – 2000米的深度，那時(shí)DESY 的科學(xué)家們已經(jīng)參與合作了。安放取得了巨大成功，因?yàn)楸男阅茉谶@一新的深度更好。得出的結(jié)論是可以在南極建造一臺(tái)中微子望遠(yuǎn)鏡。該裝置1997年增加了216個(gè)光探測(cè)器，1998年又增加了122個(gè)。目標(biāo)是幾年內(nèi)將其擴(kuò)大直到最后體積達(dá)到1000立方米。 

　　ZEUTHEN的科學(xué)家負(fù)責(zé)開發(fā)、建造和測(cè)試用于定時(shí)校準(zhǔn)的光傳感器、激光驅(qū)動(dòng)光源、探測(cè)超新星爆炸用的專門電子學(xué)設(shè)備、南極的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)、模擬被測(cè)量的事例，當(dāng)然也包括分析所采集的數(shù)據(jù)。（左圖為鉆塔） 

　　另一個(gè)項(xiàng)目位于西伯里亞的貝加爾湖下。貝加爾湖位于西伯里亞南部，靠近俄蒙邊疆，長(zhǎng)636公里，寬19至89公里。它不僅是世界上面積最大也是最深（1620米）的淡水湖。其淡水資源占全球的20%，占俄羅斯的80%。該湖的總?cè)萘肯喈?dāng)北美5大湖的總合，可為全人類提供50年的淡水，其31500平方公里的水面比比利時(shí)的國(guó)土略大一些。 

　　貝加爾湖是安放中微子望遠(yuǎn)鏡的理想場(chǎng)所，因?yàn)樗乃浅Ｍ该?。由于深度極深，從水面上來的宇宙線事例已經(jīng)衰減了100倍。冬天冰的覆蓋層很厚，厚到可作為穩(wěn)定的安裝平臺(tái)。1993年，ZEUTHEN研究所和其俄羅斯伙伴安裝了世界上首臺(tái)水下望遠(yuǎn)鏡?，F(xiàn)在，該裝置已有200個(gè)光傳感器連接在繩子上（NT-200）。俄羅斯的經(jīng)濟(jì)和政治上的困難導(dǎo)致了NT-200望遠(yuǎn)鏡將來擴(kuò)展的拖延和不確定性?！?/P>

　　H1實(shí)驗(yàn)

　　H1國(guó)際合作從事高能物理領(lǐng)域里的基礎(chǔ)研究。該國(guó)際合作組建造并運(yùn)行H1探測(cè)器。參加這一合作的有來自全世界12個(gè)國(guó)家39個(gè)研究所的約400名科學(xué)家?！?/P>

　　H1國(guó)際合作組在HERA加速器北大廳建造了一臺(tái)大型的粒子探測(cè)器（左圖），該探測(cè)器非常復(fù)雜，用來探測(cè)高能電子和質(zhì)子對(duì)撞時(shí)產(chǎn)生的粒子。

　　H1合作組的主要研究興趣是測(cè)量質(zhì)子結(jié)構(gòu)，研究粒子間的基本相互作用和尋找超出基本粒子模型以外的物理。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果發(fā)表在科學(xué)雜志上。因?yàn)镈ESY對(duì)開展學(xué)術(shù)教育做出過承諾，所以參加合作的研究所的學(xué)生在這一合作項(xiàng)目中做論文。　

　　H1旨在探測(cè)和測(cè)量HERA的電子和質(zhì)子對(duì)撞相互作用發(fā)射出的高能粒子和噴注，重點(diǎn)識(shí)別這些粒子，特別是電子和μ子。對(duì)H1合作組的科學(xué)家和工程師們來說，量能器（左圖）的設(shè)計(jì)和建造是最具挑戰(zhàn)的任務(wù)之一。噴注的能量是利用液氬電離室靠穩(wěn)定可靠的技術(shù)加以確定的。相互作用區(qū)的周圍是量能器，這樣實(shí)際上任何粒子都會(huì)被探測(cè)到。另外，它分為很小的單元，以便噴注在空間很好地定位。帶電粒子的軌跡在各種絲室中測(cè)量?？梢詼y(cè)量沿軌跡的點(diǎn)，精確度達(dá)到十分之一毫米。用這種方法，可確定磁場(chǎng)中軌跡的曲率，從而可以計(jì)算粒子的動(dòng)量。相互作用產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流巨大。通過采用最先進(jìn)的技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行仔細(xì)過濾和分類后，將所得到的信息儲(chǔ)存起來，以便今后進(jìn)行分析?！?/P>

　　HERA B 實(shí)驗(yàn)

　　HERA-B是一個(gè)大孔徑高速率譜儀（右圖），用于研究920 GeV質(zhì)子與位于HERA質(zhì)子束流環(huán)內(nèi)的靶絲原子核的對(duì)撞。HERA-B被優(yōu)化以測(cè)量B介子衰變成所謂“金衰變模式” 

　　中的CP破壞。這一雄心勃勃的目標(biāo)需要從速率為每秒4000萬相互作用的1011 的強(qiáng)子相互作用的背景中挑出每一個(gè)金衰變事例。同樣這也需要在抗輻照技術(shù)方面取得進(jìn)展，開發(fā)第一級(jí)的觸發(fā)器和建造一數(shù)據(jù)獲取和高級(jí)觸發(fā)系統(tǒng)的第一個(gè)大型集成多級(jí)開關(guān)。 

　　該實(shí)驗(yàn)在HERA質(zhì)子電子加速器上開展，參加合作的有來自13個(gè)國(guó)家32個(gè)研究所的250為合作者組成。譜儀的大部分已于2000年1月完成，調(diào)試于2000年8月結(jié)束。探測(cè)器和觸發(fā)器于2002年運(yùn)行開始時(shí)結(jié)束，其余運(yùn)行時(shí)間用于測(cè)量粲偶素產(chǎn)生對(duì)原子序數(shù)的依賴，測(cè)量920 GeV時(shí)B介子產(chǎn)生的截面。HERA-B 實(shí)驗(yàn)將擴(kuò)展現(xiàn)有的在負(fù)xF 半球 J/ψ和ψ' 產(chǎn)額的壓低測(cè)量以及首次測(cè)量核物質(zhì)中的χc壓低。實(shí)驗(yàn)的題目還包括核物質(zhì)中重味產(chǎn)生的測(cè)量、B強(qiáng)子（B重子尋找、BS 混合、稀有衰變）、粲偶素光譜尋找、粲介子研究。

　　HERMES實(shí)驗(yàn)

　　HERMES實(shí)驗(yàn)旨在研究物質(zhì)的夸克-膠子結(jié)構(gòu)，即核子的自旋結(jié)構(gòu)。所謂核子，指的是構(gòu)成所有原子核基本組成部分的質(zhì)子和中子。但是，如果再深入研究，

　　就會(huì)發(fā)現(xiàn)這些核子并不是看起來像是物質(zhì)的基本組成部分。事實(shí)上，它們是束縛態(tài)，是由更基本的組成部分，即由強(qiáng)力組合在一起的夸克和膠子構(gòu)成的合成系統(tǒng)。所有這些粒子都具有一個(gè)重要的特性，稱為自旋。夸克的自旋為1/2，膠子的自旋為1，核子本身的自旋為1/2。HERMES實(shí)驗(yàn)要回答的問題是，核子的基本組成部分是如何湊在一起產(chǎn)生總自旋1/2的。有些情況當(dāng)然已經(jīng)了解，但還未找到問題的答案。第一次取數(shù)據(jù)的運(yùn)行始于1995年，2000年9月結(jié)束。第二次運(yùn)行2001年開始，一直延續(xù)到2006年末。 

　　ZEUS 實(shí)驗(yàn) 

　　ZEUS實(shí)驗(yàn)旨在利用ZEUS探測(cè)器研究HERA電子強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)高能束流提供的粒子反應(yīng)，加深對(duì)基本粒子和自然界力的認(rèn)識(shí)，深入了解微觀世界法則。參加這一實(shí)驗(yàn)的有450名物理學(xué)家。

　　ZEUS探測(cè)器的目標(biāo)是精確地確定相互作用中產(chǎn)生的單個(gè)粒子和粒子噴注的能量，方向和性質(zhì)。該探測(cè)器位于HERA的南大廳，12 米 x 10米 x 19米，總重3600噸。ZEUS探測(cè)器的關(guān)鍵部分是鈾閃爍體量能器，它精確地測(cè)量粒子和粒子噴注的能量和方向。內(nèi)封裝有徑跡探測(cè)器，利用絲室測(cè)量帶電粒子的軌跡。它由頂點(diǎn)探測(cè)器、中心漂移室、前向和后向漂移室及前向的穿越輻射探測(cè)器組成，用來識(shí)別高能電子。這些室的周圍環(huán)繞著一個(gè)薄的超導(dǎo)螺線管線圈，產(chǎn)生1.8泰斯拉的軸向磁場(chǎng)，用以確定從徑跡曲率產(chǎn)生的帶電粒子的動(dòng)量。鈾量能器未完全吸收的能量在后備量能器中測(cè)量。后備量能器用7.3厘米厚的軛鐵片作為觀測(cè)穿透粒子的吸收器和正比管室。在鈾閃爍體和后備量能器大量物質(zhì)中未被吸收的粒子被典型地視為m子。它們的軌跡在軛鐵前后被有限的流光管室所測(cè)試。m子的動(dòng)量取決于螺線管和被銅線圈環(huán)型磁化到1.6泰斯拉的軛鐵使其軌道產(chǎn)生的偏離。在前向，安有有限的流光管和漂移室的磁化的圓鐵測(cè)量高能磁鐵（最高達(dá)150 GeV/c）。 

　　安裝有兩層閃爍計(jì)數(shù)器的鐵壁放在靠近隧道出口，用來探測(cè)由質(zhì)子束流在上游產(chǎn)生的背景粒子。在前向，束流線上安裝著主要的質(zhì)子譜儀，用來測(cè)量前向散射的粒子。在電子束流方向，亮度監(jiān)視器探測(cè)光子和電子?！?/P>

　　（高能所科研處制作 侯儒成編譯）