粒子物理和宇宙学知识有奖竞答上海交通大学粒子物理和宇宙学重点实验室2014年5月20日1.我们周围的日常世界都是由原子组成的。但是原子也有内部结构，哪种粒子占据了原子内部最大的空间？请问地球上存在反物质（如反原子）吗？如果存在，请举例说明。如果不存在，请说明原因。2.组成人体的元素当中，按质量排在前几位的分别是氧、碳、氢、氮和钙。请问，在自然情况下，人体内部有没有放射性元素？如果有的话，主要通过哪些途径进入体内，对人体是否有伤害？3.近几十年来，科学家通过对宇宙微波背景辐射、星系团的运行等等的研究，推断出宇宙中不同质量来源的比例。请问质量来源主要包括哪几种？各自占宇宙的质量密度的比例是多少？宇宙从诞生到形成现在的世界，它是如何演化而来的？4.实验推断宇宙中的暗物质远远超过人类所知的可见物质的质量，寻找暗物质是当前粒子物理宇宙学最重要的科学目标之一。请问有哪些方法可以探测到暗物质？为什么大部分暗物质实验在地下进行？5.自然界中的基本相互作用力有哪几种？哪一种力最弱？对每一种相互作用力，请用平常所见的物理现象举例说明，如放射性衰变，把原子核里面的质子和中子束缚在一起的力各属于哪一类？6.太阳已经持续发光发热60亿年了，其释放的能量主要来自于什么物理过程？这与日常所见的核电站产生能量的物理过程有何本质的区别？7.宇宙射线是来自外太空的高能带电粒子，其中主要是质子。这些高能粒子在大气层上方与空气分子碰撞，产生如同阵雨一样的大量次级带电粒子来到地面。请估算，平均每秒钟大概有多少这种带电粒子会穿过人体？8.2013年的诺贝尔物理学奖授予了FrancoisEnglert和PeterHiggs。请问是他们是何时提出对称性自发破缺机制并预言希格斯粒子的存在？希格斯粒子是如何在实验中发现的？希格斯粒子的主要作用和物理意义是什么？9.在粒子物理的标准模型当中，一共有多少个基本粒子（包括反粒子），请详细列出？这些粒子可以划分成几类？电子属于哪一类，最新发现的希格斯粒子又属于哪一类？10.在大型强子对撞机LHC运行之前，曾经有人担心LHC的高能质子-质子对撞会产生微型黑洞，它会吞噬周围的物质，进而毁灭地球，因此提出强烈反对。如果LHC真的通过高能质子对撞产生了微型黑洞，地球会因此而毁灭吗？请说明原因。11.大型强子对撞机LHC是目前世界上最大的粒子加速器，它能把质子加速到非常高的速度。已知LHC加速后的质子能量达到四万亿电子伏特(4TeV)，请问质子的速度是多少？能超过光速吗？12.在中微子的理论被提出来之后的很长一段时间里面，人们认为中微子是没有质量的。但是后来发现的哪一种物理现象表明中微子具有微小质量的？中微子有哪几种？实验上是如何探测和区分不同类型中微子的？粒子物理宇宙学知识有奖竞答回执姓名学校/单位年龄联系方式（电话、邮件、住址）兴趣爱好请尽可能详细地回答你最感兴趣的几个问题（注意：并不是每个问题都必须做的），2014年6月25日前把答案和回执发送邮件到,。我们会根据年龄段评选优胜者，将给予500元的书券和获奖证书，每个参与者将获得一份纪念品。
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