科学家发现神秘微观粒子

2013年7月26日星期五

科学家发现神秘微观粒子

◎周正

【新生1月18日讯】据《科学每日电讯》2004年1月12日报道，由澳大利亚墨尔本大学(University of Melbourne)及其它13个国家约300名物理学家所组成的一个合作组（Belle collaboration）最近发现了一种难以解释的微观粒子，用现有描述物质构成的理论都无法解释。这项新发现将发表在国际权威的物理学刊物Physical Review Letters上。

墨尔本大学的物理学家Craig Everton说，“这意味着一些现有认识物质的标准和理论需要更新。”

科学家介绍说，这种新发现的粒子可能是一种介子（meson）。介子本身就是一种不易搞明白的物质。它是由现在已经认识到的基本粒子夸克构成。这种神秘的介子重量约和氦原子一样。然而它的存在时间却非常短，在大约10^(-21)秒之后，它就会转变为其它人们较熟知的粒子。研究人员是在利用日本的电子对撞机（electron collider）发现这种新型介子的，把它命名为X(3872)。

现代科学的发展已经把微观粒子和天文联系在一起。科学家们希望能通过研究介子等基本粒子来探索微观世界，甚至解释“暗物质”和“暗能量”。科学家们发现，我们目前所能观察到的恒星、行星或热气体无法维持宇宙星系的正常运行。根据理论计算，目前我们所能观察到的只占宇宙总质量的4%。另外96％的物质和能量既摸不著也看不到，目前任何仪器都探测不到，科学家就把它们叫做“暗物质”和“暗能量”。美国物理学家保罗· 斯坦哈特(Paul Steinhardt)在2003年6月20日《科学》杂志中这样写道：“没有暗物质，就没有我们人类的存在。”

近代科学发现分子、原子、电子、质子、中子等，都不需要十分精密的仪器。然而对基本粒子的进一步研究却是一件很困难的事情。一方面是粒子本身存在时间极短，瞬间即逝；另一方面则是技术要求的难度越来越大。发现X(3872)介子的电子对撞机十分庞大，仪器本身约有一公里长。这种新型粒子的发现最近已在美国费米加速器实验室被重复，所用的是世界上最大的电子对撞机。

介子是由夸克构成的，那么夸克又是由什么粒子构成的呢？构成夸克的粒子又是什么构成的呢？研究介子和夸克尚且有如此大的难度；对更微观粒子的探索更不用说了。尽管这些粒子遍及全宇宙处都是，然而了解它们对人类来说几乎是登天之难。

Craig Everton解释说，这种新发现的粒子存在时间对人类来讲是无法思议的短暂，但对这样大小的粒子来说，却是十分漫长的。

也许不同层次的基本粒子自有其存在的时空。“暗物质”、“暗能量”和基本粒子的研究无疑给人们一个启示：要想了解更微观的世界，就需要人们思维方式的转变。人类对于这个世界认识的突破，也许会来源于对人类自身以及人类与自然相互关系的重新认识。

参考资料：

http://www.sciencedaily.com/releases/2004/01/040112072200.htm

http://dajiyuan.com/gb/3/10/4/n387923.htm

（正见网）

发稿：2004年1月18日