在1974年以前,物理界认为所有的粒子都是由3种夸克所组成,物理学家丁肇中对此提出疑问:为什么宇宙中只有3种夸克?为了寻找新的夸克,他决定建立一个高灵敏度探测器。上世纪70年代初,他设计了一个精确度极高的实验:“相当于在北京下雨时,每秒钟有100亿个雨滴,如果有一个雨滴是红色的,我们要从这100亿个里找出来。”
这个实验不受物理学界欢迎。因为大家都相信只有3种夸克,却没有人相信如此困难的实验能成功。
1972年,美国的布鲁凯文实验室终于接受了丁肇中的实验。这个实验需要10000吨水泥,5吨U238、100吨铅,5吨肥皂。最困难的是向政府申请5吨肥皂,因为一般人无法理解为什么要用这么多肥皂。实际上原因很简单:肥皂内含有轻离子,是用来隔离中子对粒子的干扰的。
两年以后,丁肇中果然发现了一种新的粒子,它具有奇异的特性:它的寿命比已知的粒子长一万倍。
新粒子发现以后,很快同样寿命的类似粒子也相继被发现。丁教授解释说:“它的重要性类似我们发现一个偏僻的村子里面,所有的人都是百万岁左右,这就表示这个村子里的人和普通人完全不一样。这种新粒子的发现,证明了宇宙中有新的物质存在,它们是由新的夸克组成的,我们把它命名为J粒子。”
J粒子的发现,改变了物理学界长期认为世界上只有3种夸克的观念,改变了人类对于物质基本结构的认识。
摘自《青年参考》