粒子加速器ＤＡＦＮＥ升级工程

意大利的科学家对粒子加速器DAFNE进行了升级改造，大大提高了所加速的电子与正电子发生对撞的速率.他们的成功为建造能量将提高10倍的新的大加速器积累了经验.

几个月前完成的升级工程已使DAFNE电子与正电子对撞的亮度提高了一倍.科学家们相信，几个月后，亮度可比现在还要提高3到6倍.

DAFNE是罗马附近的弗拉斯卡蒂国家实验室的一台紧凑型圆形加速器.它有两个储存环，每个长100m，可以将电子与正电子束的能量加速到0.5 GeV.在环的某一点上，电子与正电子被引出并发生碰撞，剩余的束流再次被送入环中.

电子与正电子的碰撞可产生φ介子，这是一种由一对奇异夸克和反奇异夸克组成的短寿命介子.通过研究这些介子的衰变过程(特别是衰变成较轻的K介子的过程)，DAFNE的科学家们在过去的几年中研究了与量子色动力学和电荷宇称的破缺有关的问题.

DAFNE建于1997年，那时由于能够产生大量的φ介子而被认为是世界上第一台粒子“工厂”.去年下半年完成的升级改造的目的是想了解能否以最少的代价得到更高的亮度.升级工作的成功，证明关于计划中的SuperB超介子工厂的方案的可行性.SuperB将用于研究更重的B介子的衰变.

（树华 编译自Physics World News, 11 June 2008）

利用碳纳米管中的自旋和轨道自由度

电子自旋在信息处理中可以被作为二元变量使用，分别表示为自旋↑和↓ .一个成功的例子是：计算机硬盘的读出头.这一器件的工作原理是基于巨磁电阻效应，即磁电阻大小的自旋取向依赖性.巨磁电阻现象的发现者Albert Fert 和 Peter Grünberg 获得了2007年度诺贝尔物理奖.对于自旋态的操控和探测构成了自旋电子学的基础.在自旋电子学器件中，人们希望电子自旋的取向尽量不受电子轨道运动的干扰，以致于自旋信息可以传播更远的距离.碳原子核没有核自旋，加之它的尺寸较小，因此大大减小了电子的自旋-轨道相互作用.碳被认为是理想的自旋电子学材料.然而，最近来自康奈尔大学物理系的F. Kuemmeth 等对碳纳米管的研究结果表明，其中电子自旋和轨道运动的耦合比我们先前所设想的要强得多.

碳纳米管的筒状结构，使得电子的轨道运动分为顺时针和逆时针2种取向.这一性质可以用于操控电子，同时也为信息处理提供了又一对二元变量.在F. Kuemmeth 等的实验中，碳纳米管被制备成量子点；一个门电极（电压Vg）用于限制量子点中的电子数（一个或没有），通过库仑阻塞，隔绝其中电子与环境间的“电子-电子”相互作用；源和漏电极分别接到纳米管的两端（电压Vsd）.对纳米管施加平行磁场，当量子点中的电子数加一或减一时，研究者测量量子点的微分电导，G = dI/dVsd （作为Vg和Vsd的函数），从而可以计算出点中电子的能级.他们发现，“自旋↑和↓”叠加“轨道运动顺时针和逆时针”，从而形成4种“自旋-轨道”态，这4种态即使在不加外场的条件下，其能级也不是简并的.这只能用强自旋-轨道耦合来解释.有专家评论说，这一看似抹杀碳元素优点的结果，很可能会拓展出一条(仅仅使用电手段)操控电子自旋的新途径.

（戴闻 编译自 Nature, 2008, 452: 419, 448）