科學家測出迄今最為精確的頂夸克品質

歐洲核子研究中心與美國費米國家實驗室19日聯合宣佈，科學家通過歐洲大型強子對撞機實驗與美國萬億電子伏特加速器實驗，成功測出目前最為精確的頂夸克品質。

歐洲大型強子對撞機與美國萬億電子伏特加速器是全球頂尖的粒子對撞機。美國費米實驗室於1994年利用萬億電子伏特加速器首次發現了頂夸克的存在。

夸克是比質子、中子更微小的物質組成基本粒子。作為科學家最後發現的一種夸克，頂夸克的品質是質子的100倍以上，為目前已知最重的基本粒子。頂夸克的“壽命”極短，科學家認為其只是在宇宙“大爆炸”初期的幾分之一秒內以自然狀態存在過。

報告稱，精確測定頂夸克品質是歐洲大型強子對撞機與美國萬億電子伏特加速器國際科研團隊完成的首個合作成果。此前，利用上述對撞機進行的４項不同的強子對撞實驗項目均測出了頂夸克品質，但各自測量頂夸克衰敗的路徑不同。此次兩機構科學家通過整合實驗數據，排除了實驗中的不確定性，將頂夸克品質精確為173.34±0.76Gev/c²。

Gev/c²是基本粒子品質的一個單位，其中Gev是10億電子伏特，c²是光速的平方。根據愛因斯坦的質能公式，物質的能量等於品質乘以光速的平方，因此，以電子伏特為單位的能量除以光速的平方，就用來衡量粒子的品質。

科學家認為，精確測定頂夸克品質可保證進一步驗證描述頂夸克、希格斯玻色子與Ｗ玻色子間量子聯繫的數學框架，為發現更好理解宇宙本質的新理論提供線索。費米實驗室主任奈傑爾·洛克耶表示，這一成果不但對科學家認識宇宙本質有重要意義，也為該領域的國際合作樹立了榜樣。