科学家测出迄今最为精确的顶夸克质量

2014-3-20 11:46 来源: 新华网
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  欧洲核子研究中心与美国费米国家实验室19日联合宣布,科学家通过欧洲大型强子对撞机实验与美国万亿电子伏特加速器实验,成功测出目前最为精确的顶夸克质量

  欧洲大型强子对撞机与美国万亿电子伏特加速器是全球顶尖的粒子对撞机。美国费米实验室于1994年利用万亿电子伏特加速器首次发现了顶夸克的存在。

  夸克是比质子、中子更微小的物质组成基本粒子。作为科学家最后发现的一种夸克,顶夸克的质量是质子的100倍以上,为目前已知最重的基本粒子。顶夸克的“寿命”极短,科学家认为其只是在宇宙“大爆炸”初期的几分之一秒内以自然状态存在过。

  报告称,精确测定顶夸克质量是欧洲大型强子对撞机与美国万亿电子伏特加速器国际科研团队完成的首个合作成果。此前,利用上述对撞机进行的4项不同的强子对撞实验项目均测出了顶夸克质量,但各自测量顶夸克衰败的路径不同。此次两机构科学家通过整合实验数据,排除了实验中的不确定性,将顶夸克质量精确为173.34±0.76GeV/c²。

  GeV/c²是基本粒子质量的一个单位,其中Gev是10亿电子伏特,c²是光速的平方。根据爱因斯坦的质能公式,物质的能量等于质量乘以光速的平方,因此,以电子伏特为单位的能量除以光速的平方,就用来衡量粒子的质量。

  科学家认为,精确测定顶夸克质量可保证进一步验证描述顶夸克、希格斯玻色子与W玻色子间量子联系的数学框架,为发现更好理解宇宙本质的新理论提供线索。费米实验室主任奈杰尔·洛克耶表示,这一成果不但对科学家认识宇宙本质有重要意义,也为该领域的国际合作树立了榜样。