正文 “誇克家族”的新發現(2 / 2)

測定最準確誇克質量

除了上誇克、下誇克,其他4種誇克都隻能在高能加速器上才能觀測到。這也是各國不惜動用巨資建設高能加速器的原因之一。

2014年3月19日,來自費米國家實驗室的萬億電子伏加速器和歐洲核子中心大型強子對撞機的實驗物理學家,合作發布了目前最準確的頂誇克質量測定結果。來自萬億電子伏加速器的CDF和DZERO探測器實驗組以及來自大型強子對撞機的ATLAS、CMS實驗組共同公布的結果為173.34(+/-0.76)GeV/c2(GeV表示十億電子伏,為能量,GeV/c2則是質量的單位)。該結果將為科學家驗證標準模型的數學框架提供基礎,為闡明頂誇克、希格斯粒子以及弱電相互作用粒子W波色子之間的量子力學關係奠定基礎。

揭秘誇克,理解物質世界

誇克同時擁有電荷、質量、色荷、“味”4種屬性,是唯一一種能經受現代物理學中全部4種相互作用的已知粒子,這4種作用為:電磁、引力、強相互作用及弱相互作用。誇克的發現和相關性質的精確測定,對人類解釋宇宙的起源也有著重要意義。

頂誇克質量的精確測定使物理學對最基本粒子的描述更加準確,對基本物理理論的描述更加精準。頂誇克屬性的精確測定還可能會影響到其他基本粒子的理論,比如希格斯粒子場。另外,歐洲核子中心和美國費米實驗室的這次合作,是一種既具有競爭又存在相互驗證的全新合作模式,這也預示著將來科學家會通過聯合研究獲得更多、更精準的實驗結果。

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“誇克之父”蓋爾曼

1929年,美國物理學家默裏·蓋爾曼出生於紐約市一個猶太家庭。蓋爾曼在童年時就對科學有濃厚興趣,被人稱為“神童”,他14歲進入耶魯大學,後來在麻省理工學院獲博士學位,年僅22歲。蓋爾曼從科學神童到獲得諾貝爾物理學獎,可以用漸入佳境來形容:24歲發現了基本粒子的一個新量子數——奇異數,28歲建立了正確描述弱相互作用的V-A理論,32歲提出了強子分類的八正法(相當於介子和重子的門捷列夫周期表),35歲創立了誇克模型,40歲榮獲諾貝爾物理學獎。

這些重大理論中的每一項突破,也曾由別人獨立地提出過,但隻有蓋爾曼一人對所有發現都有原創性的貢獻。其中誇克模型(預言中子、質子這類亞原子粒子是由更基本的單元——誇克組成的)是蓋爾曼與G.茨威格各自獨立提出的。但是,“誇克”這一名稱由蓋爾曼提出——來自他少年時讀過的小說《芬尼根的蘇醒》中的詩句。

【責任編輯】張小萌