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“Z零”粒子是怎样发现的?——访发现新粒子的负责人鲁比亚教授 [复制链接]

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只看楼主 倒序阅读 0 发表于: 1983-07-01
第6版()
专栏:日内瓦通讯

“Z零”粒子是怎样发现的?
——访发现新粒子的负责人鲁比亚教授
新华社记者 任正德
6月1日,欧洲核子研究中心总主任赫维希·朔佩尔在日内瓦总部宣布,由意大利科学家卡洛·鲁比亚教授领导的UA—1研究组发现了
“Z零”粒子。消息传遍世界,引起极大重视。
鲁比亚教授最近刚从美国回到日内瓦,就欣然接受了记者的采访。这位意大利教授说,他今年49岁,从事核物理的研究已有20多年。就是他领导的这个UA—1研究组,今年1月宣布发现“W”正、负粒子之后,现在又发现了“Z零”粒子。他说:“参加研究的14个国家100多位科学家都作出了贡献,其中包括中国和一些亚洲国家的学者。
六十年代,科学家格拉肖、韦因伯格和萨拉姆提出了电磁力和弱作用力的统一理论。这个理论预言,存在着“W”粒子和“Z零”粒子,它们和光子一起,是传递电磁力和弱作用力的玻色子。“W”粒子在1亿个质子和反质子对撞中才产生一个,“Z零”粒子在10亿个质子和反质子对撞中才产生一个,而且它们在加速器中存在的时间比1兆兆亿分之一秒(1×10-20秒)还短,真是瞬息即逝。所以要产生并证实这两种粒子的存在是一项十分艰巨的任务。
鲁比亚教授说:“欧洲核子研究中心为我们提供了物质条件和试验场所。”早在1976年,他和两名科学家大胆提出了在加速器中进行质子和反质子对撞产生新粒子的方案。为此,这个研究中心改建了周长约7公里的加速器,使它的能量提高到5,400亿电子伏,并建造了新的反质子积累器,每天产生出约1,000亿个反质子。这样,当反质子束注入加速器并经加速后,同加速器中经过加速的质子束发生碰撞,使有效的碰撞能量提高了约20倍。
这时,鲁比亚教授站起来,从桌子上拿起两支圆珠笔进行比划。他说:“质子束和反质子束就象两支圆珠笔,它们在环形加速器里沿着轨道相对而行发生对撞。利用物质和反物质之间的相互作用,使之转化,从而产生出新的物质形式。这就是发现新粒子的关键。”
在加速器中每秒约有1,000亿个质子和20到100亿个反质子在运行,一个月中大约有10亿对质子和反质子发生对撞。一对质子和反质子对撞,产生出几十个到上百个各种各样的粒子。而在10亿个质子和反质子对撞中才产生一至两个“Z零”粒子,又如何从这些难以计数的粒子中找出它来呢?
这就需要一种高级探测器来鉴别各种粒子并测定它们的位置和动量。在鲁比亚教授的主持下,1981年专门设计和建造了一台大型综合探测器,命名为UA—1探测器。它重达2,000吨,高10余米,安装在地下30米深处,但可以自由移动,因此它被称为地下的“活动楼房”。这台探测器由电子计算机操纵,通过在线和离线分析,记录和分辨各种粒子。许多科学家昼夜值班,聚精会神地观察各种变化。经过多年的努力,从今年4月30日到5月31日的30多天中,他们终于发现了5个“Z零”粒子。
鲁比亚教授激动地说:“40多年前,人们在核物理研究中发现了原子能,不久它得到了广泛的应用。现在,质子和反质子对撞产生新物质时的温度,比核能高得多。研究物质和反物质相互作用的变化,将有助于研究宇宙的起源和发展。”他站起来,往挂在墙上的纸板上写下了几行字:
化学能产生的温度:1,000度
核聚变产生的温度:1,000万度
物质和反物质相互作用产生新物质时的温度10万亿度
这就是说,质子和反质子对撞产生新物质时的温度,比氢弹爆炸时的温度高100万倍。他说:“当然,从目前的实验到将来的应用,还有许多工作要做。现在毕竟从这个方向迈出了一步。”
鲁比亚教授打算再改进UA—1探测器,以提高鉴别轻子的能力。欧洲核子研究中心预期在1987年将建成一个周长达27公里的环形加速器,到那时,每天将产生更多的“Z零”粒子和“W”粒子,就可以进一步研究这两种粒子的分布、作用和性能。
当记者结束采访时,鲁比亚教授殷切地希望加强高能物理研究的国际合作。他说:“欧洲12个国家共同成立的欧洲核子研究中心,具有国际性,并向各国开放。许多国家的科学家在一起工作,而且合作得很好。”他特别强调:“我和中国学者相处很好,希望欧洲核子研究中心今后能加强同中国的合作。”
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