挑战绝对(2)

挑战绝对

（3）庞大的宇宙线级加速器

（4）当今世界上最大的加速器实验室

构成世界的最小微粒究竟是什么？在很长一段时间里，人们一直以为应该是原子;到20世纪初，科学家们在原子中发现了质子、中子和电子，当时很多人以为，这些粒子已经不可拆分了；然而基本粒子的发现却颠覆了这一观念。随着科学仪器的不断更新，兴奋的物理学家们就像剥洋葱一样，一层一层地将更小的微粒剥离出来。

杨振宁:有了当时这些加速器，再加上宇宙射线，很多从前不为人知的基本粒子都被发现了。这些粒子是料想不到的，所以被称为奇异粒子，strange particles。第一个发现的新的基本粒子，也叫奇异粒子，叫作π。它从上边下来，在拐弯的地方衰变成两个粒子，π变成了一个μ跟一个问号，问号是没有电荷的，中文叫中微子（图5），走到左边去的。这个技术是胶片，是一种特别灵敏的胶片，它是上世纪40年代英国依尔福德公司所发展的新技术，这个新的技术对于物理学当时的研究起了重大的作用。1950年～1965年之间，鉴定奇异粒子及研究它们的性质，成为基本物理学的主流研究。要研究这些基本粒子是不是带电的，是正电还是负电，还是中性的，它们的质量是什么，它们是怎样衰变，等等，这些都是当时需要研究的题目。

（5）奇异粒子π的衰变示意图

20世纪50年代，人们先后发现了两个神秘的粒子，θ和τ，它们的基本特征十分相似，衰变方式却大相径庭，这让科学家们大惑不解。θ和τ究竟是什么关系？是近亲？是孪生兄弟？还是根本就是同一个粒子呢？

杨振宁:1954年到1957年间最激烈的辩论就是这个θ-τ之谜。从胶片里头,或者用气泡室看，θ跟τ是完全不一样的。可是越来越多准确的实验指出θ跟τ有相同的质量，而且这个质量测量越来越准确。两个质子，通常它的质量是差得很多的，差几十倍，甚至几百倍，这么样接近的是很少有的;而且θ跟τ的寿命又是一样的。所以呢，它们似乎其实是一个粒子。一个基本粒子可以变成各种不同的衰变的形式，这个是司空见惯的，θ跟τ似乎是正在向那个方向走。另外一方面是每一个粒子都有一个特点、特性，叫作宇称，并有一个基本定律，这个基本定律叫作宇称守恒。什么叫宇称守恒呢？就是说在衰变之中，原来的宇称跟后来的宇称必须是一样的，这就叫宇称守恒。