美国直奔Z粒子


加利福尼亚州斯坦福直线加速器中心(SLAC)的GENEVA PHYSICISTS的CHRISTINE SUTTON发现了他们的第一个亚原子粒子的例子,称为Z°这不是一个新的粒子,但它的出现标志着实验室在粒子加速器领域开拓新概念的斗争中期待已久的突破对粒子的研究将有助于物理学家回答与天体物理学和宇宙学有关的重要问题 SLAC拥有世界上最长的直线加速器,它在3公里长的旅程中获取电子,达到50千兆电子伏特的能量(1千兆电子伏特是十亿电子伏特)多年来,SLAC的物理学家将高能电子束指向氢或金属的目标通过这种方式,他们在目标中的原子核的质子和中子内发现了夸克 - 更小的粒子 - 的证据但是在这种碰撞中,在使碎片目标运动时,光束的大部分能量都会丢失然而,通过正面碰撞两个光束,所有能量将驱动颗粒之间的相互作用,从而产生新的粒子欧洲核子研究中心的物理学家于1984年首次通过将质子和反质子束碰撞在一起来观察Z°问题是质子和反质子是复合粒子当它们粉碎在一起时,它们会产生一整个难以分析的“动物园”颗粒碰撞更简单的粒子 - 电子和正电子(反电子) - 会产生“更清洁”的结果 1979年,由Burt Richter领导的SLAC团队提出了一种将线性加速器(直线加速器)转变为可能使电子与正电子碰撞的机器的方法想法是在直线加速器的末端建立两个磁铁弧整个事件就像一个网球拍的形状电子会沿着一个弧线走;正紧跟在后面的正电子将沿着另一个发展两组粒子会在弧线相遇的位置正面碰撞里希特的梦想成为斯坦福直线对撞机(SLC)两年前,电子和正电子首先在碰撞点到达,但研究人员遇到了机器的困难一个重要的任务是将粒子束的宽度限制在几微米这优化了梁之间的相互作用,因为在SLC中,它们在一次会议后消失 (在圆形对撞机中,光束可以循环数小时并交叉多次)以这种方式聚焦光束证明是困难的,部分原因是每个光束中的所有粒子携带相同的电荷并因此相互排斥但到了去年年底,加速加速器的团队设法控制了光束,使它们达到1微米以内然而,今年早些时候,当物理学家开始使用一种名为Mark II的装置来检测碰撞产生的外来颗粒时,出现了新的问题探测器被称为μ子的粒子淹没,这些粒子在弧线周围进一步发生 SLAC的研究人员最终通过安装磁铁来引导μ子远离探测器来解决这个问题上周,从事SLC工作的每个人都以第一个Z°粒子的形式获得了奖励它留下了两股强子喷射(由夸克构成的亚原子粒子)这是第一次看到Z°粒子以这种方式衰变它是质子的近100倍的中性粒子,有助于在其他粒子之间传递弱核力这是许多形式放射性的基础 SLC被设计为具有足够的能量 - 总共100千兆电子伏特 - 以自由地产生Z°粒子通过详细研究Z°粒子,物理学家希望回答一些问题,例如存在多少种被称为中微子的粒子这一结果将对宇宙学和天体物理学的理论产生重要影响在欧洲,欧洲核子研究中心正在建造大型电子 - 正电子对撞机LEP,这是一个周长27公里的圆形机器它将于7月份首次发生碰撞,总能量为100千兆电子伏特当然,两个实验室之间存在着竞争,尽管里希特喜欢淡化他的竞争精神虽然LEP肯定是一个'Z°工厂',并且可能很快就会超越SLAC,但SLC正在为加速器的新概念 - 线性对撞机开辟道路 LEP最终应达到200千兆电子伏特的能量,与圆形电子 - 正电子对撞机一样大但是,通过引入两个直线加速器的光束来迎面而来,物理学家们希望能够在1000千兆电子伏特的范围内达到能量这种机器需要使用高度聚焦,非常强烈的光束,
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