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1994年4月26日 (甲戌年三月十六)

美國弗米實驗室物理學家發現項夸克

1994年4月26日 (農歷三月十六),美國弗米實驗室物理學家發現項夸克。

美國弗米實驗室物理學家發現項夸克

夸克是比質子、中子更微小的物質組成基本粒子。在60年代以前,物理學界認為質子、中子是最小的物質組成粒子。經由實驗觀測與理論推算,科學家認為夸克應該有6種。(u 上夸克、d 下夸克、c 粲夸克、s 奇夸克、t 頂夸克、b 底夸克)

1963年后,科學家陸續發現第4、5種夸克,其中“粲夸克”是由華裔科學家丁肇中領導的研究群在1974年發現。3年后,李德曼領導的研究群又證實“底夸克”的存在。尋找最后一種夸克,便是19年來粒子物理學家努力的方向,只有證實頂夸克的存在,粒子物理學理論才能獲得驗證。頂夸克的質量超過科學家的推測。頂夸克的質量大約是質子質量的200倍,依照相對論的質量與能量轉換公式,以質子對撞方式產生頂夸克,必須使質子以極高的速度運動,速度愈快、能量愈高,碰撞的瞬間才能產生頂夸克。

費米實驗室的加速器周長有6.3km,使用1000個超導磁鐵,把質子與反質子加速到各具有九千億電子伏特的能量后,進行對撞,平均要1兆次的對撞才可能觀察到1次頂夸克。頂夸克出現后,“隨即”消失。實驗顯示,頂夸克出現后,便在1×10-24s(觀察者還來不及眨眼的瞬間)衰變成其他粒子。

1964年蓋爾曼提出了夸克模型,認為介子是由夸克和反夸克所組成,重子是由三個夸克組成。他因此獲1969年物理獎。

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2025年4月

乙巳年三月廿九日

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