意大利的科學(xué)家對粒子加速器DAFNE進行了升級改造，大大提高了所加速的電子與正電子發(fā)生對撞的速率.他們的成功為建造能量將提高10倍的新的大加速器積累了經(jīng)驗.

幾個月前完成的升級工程已使DAFNE電子與正電子對撞的亮度提高了一倍.科學(xué)家們相信，幾個月后，亮度可比現(xiàn)在還要提高3到6倍.

DAFNE是羅馬附近的弗拉斯卡蒂國家實驗室的一臺緊湊型圓形加速器.它有兩個儲存環(huán)，每個長100m，可以將電子與正電子束的能量加速到0.5 GeV.在環(huán)的某一點上，電子與正電子被引出并發(fā)生碰撞，剩余的束流再次被送入環(huán)中.

電子與正電子的碰撞可產(chǎn)生φ介子，這是一種由一對奇異夸克和反奇異夸克組成的短壽命介子.通過研究這些介子的衰變過程(特別是衰變成較輕的K介子的過程)，DAFNE的科學(xué)家們在過去的幾年中研究了與量子色動力學(xué)和電荷宇稱的破缺有關(guān)的問題.

DAFNE建于1997年，那時由于能夠產(chǎn)生大量的φ介子而被認為是世界上第一臺粒子“工廠”.去年下半年完成的升級改造的目的是想了解能否以最少的代價得到更高的亮度.升級工作的成功，證明關(guān)于計劃中的SuperB超介子工廠的方案的可行性.SuperB將用于研究更重的B介子的衰變.

（樹華 編譯自Physics World News, 11 June 2008）

利用碳納米管中的自旋和軌道自由度

電子自旋在信息處理中可以被作為二元變量使用，分別表示為自旋↑和↓ .一個成功的例子是：計算機硬盤的讀出頭.這一器件的工作原理是基于巨磁電阻效應(yīng)，即磁電阻大小的自旋取向依賴性.巨磁電阻現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)者Albert Fert 和 Peter Grünberg 獲得了2007年度諾貝爾物理獎.對于自旋態(tài)的操控和探測構(gòu)成了自旋電子學(xué)的基礎(chǔ).在自旋電子學(xué)器件中，人們希望電子自旋的取向盡量不受電子軌道運動的干擾，以致于自旋信息可以傳播更遠的距離.碳原子核沒有核自旋，加之它的尺寸較小，因此大大減小了電子的自旋-軌道相互作用.碳被認為是理想的自旋電子學(xué)材料.然而，最近來自康奈爾大學(xué)物理系的F. Kuemmeth 等對碳納米管的研究結(jié)果表明，其中電子自旋和軌道運動的耦合比我們先前所設(shè)想的要強得多.

碳納米管的筒狀結(jié)構(gòu)，使得電子的軌道運動分為順時針和逆時針2種取向.這一性質(zhì)可以用于操控電子，同時也為信息處理提供了又一對二元變量.在F. Kuemmeth 等的實驗中，碳納米管被制備成量子點；一個門電極（電壓Vg）用于限制量子點中的電子數(shù)（一個或沒有），通過庫侖阻塞，隔絕其中電子與環(huán)境間的“電子-電子”相互作用；源和漏電極分別接到納米管的兩端（電壓Vsd）.對納米管施加平行磁場，當(dāng)量子點中的電子數(shù)加一或減一時，研究者測量量子點的微分電導(dǎo)，G = dI/dVsd （作為Vg和Vsd的函數(shù)），從而可以計算出點中電子的能級.他們發(fā)現(xiàn)，“自旋↑和↓”疊加“軌道運動順時針和逆時針”，從而形成4種“自旋-軌道”態(tài)，這4種態(tài)即使在不加外場的條件下，其能級也不是簡并的.這只能用強自旋-軌道耦合來解釋.有專家評論說，這一看似抹殺碳元素優(yōu)點的結(jié)果，很可能會拓展出一條(僅僅使用電手段)操控電子自旋的新途徑.

（戴聞 編譯自 Nature, 2008, 452: 419, 448）