62、6.丁肇中及其J/ψ新粒子的发现丁肇中教授是世界著名的实验物理学家。他1936年1月27日生于美国，祖籍中国山东省，中学时代是在台湾度过。1960年丁肇中获硕士学位，1962年获博士学位。1963—1964年在欧洲核研究中心工作。在丁肇中所从事科学实验研究工作中，有几个他亲历并引以为自豪的精彩片段。 第一个片段是发生在1966年，丁肇中重做了当时世界上最重要的一个实验，那就是测量电子的半径。丁肇中得到的实验结果与理论物理学家推导出的理论相符合，因为早在1948年，理论物理学家根据量子电动力学的理论，得出电子是没有的体积的结论。但是到了1964年，实验物理学家经过实验得到电子半径为10—13厘米实验结果。随后，多个物理学家同样得到电子半径为10—13厘米实验结果，即得出了实验与理论不相符合的结论。1966年，丁肇中重做这个实验，证明以前那些科学家做的实验结果都错了。后来丁肇中总结这个故事得出的体会是“做实验物理，不要盲从专家的结论”。 第二个片段就是J粒子家族被发现的历史。1970年代初，物理学家们普遍认为，世界上只有三种夸克，用三种夸克的理论就能够解释世界上所有的现象。1974年，他们发现了一个质量约为质子质量3倍（质量为3.1×109eV）的长寿命中性粒子。在公开发表这个发现时，丁肇中把这个新粒子取名为J粒子，“J”和“丁”字形相近，寓意这是中国人发现的粒子。与此同时，美国人B.里克特也发现了这种粒子，并取名为ψ粒子。后来（1975）人们就把这种粒子叫作J/ψ粒子。J/ψ粒子具有奇特的性质，其寿命值比预料值大5000倍。J/ψ粒子的发现大大推动了粒子物理学的发展。为此丁肇中和里克特共同获得1976年诺贝尔物理奖。这一实验结果证明了当时三种夸克的理论是错误的。丁肇中体会这段历史总会说：“做基础研究要有信心，你认为是正确的事，就要坚持去做；不要因为多数人的反对而不做，也不要去管其他人怎么看。” 第三个片段是胶子的发现的实验。在物理学中，理论上认为夸克之间的力是胶子传递的。如果胶子是存在的，那么在高能正负电子对撞的实验中就会出现三个喷注的现象。如果胶子不存在，那么在高能正负电子对撞的实验上就不会出现三个喷注的现象，只会有两个喷注现象。在实验中，丁肇中果然发现了三个喷注的现象，这证明了胶子的存在。丁肇中根据这个“故事”告诫年轻科学家们，“做实验物理要对意外的现象有充分的准备”。 第四个片段是在过去20年间丁肇中在西欧核子中心开展的富有成效的国际合作研究工作。这个国际合作组有19个国家的600多个科学家参加工作，其中三分之一来自美国，三分之一来自欧洲，三分之一来自俄罗斯及其他国家。这个国际合作实验组取得了重要的研究进展，并且发表一大批学术论文，有75人获得了博士学位。那么这个国际合作为什么会得到那么多的国家、那么多的科学家的支持呢？丁肇中后来在一次演讲中讲到：国际合作最主要的是选择世界上最重要的、最有兴趣的题目，引起科学家的兴趣。没有兴趣，就没有意义。 第五个片段是在国际空间站上寻找由反物质粒子组成的宇宙（AMS）的实验。这一实验，是经过大量、激烈竞争后在国际空间站上进行的唯一的实验。反物质的存在，是1928年由英国物理学家P.Dirac推测出来的，1933年他因此获得诺贝尔奖。假如宇宙是大爆炸来的，有物质，也有反物质。由反物质组成的宇宙到哪里去了？所有的粒子都有反粒子，有没有由反物质组成的宇宙？丁肇中的AMS实验就是要回答这些问题。如果反物质存在，它会在太空中发射出反氦或反碳等原子核，这些反原子核会穿过太空接近地球，我们应该能够在太空中探测到。 因此，这个实验需要到外太空去测量带电粒子，需要用测量磁场的方法来确定它们。这个实验也是一个国际合作研究工作，它由15个国家的科学家共同参与，将在2006年11月用美国128号航天飞机将AMS实验送到国际空间站，实验为期3—5年。丁肇中为这个实验付出了大量的心血，在实验取得不断进展的时候，他曾深有体会地说，对一个做实验物理的人来说，要实现你的目标最重要的是要有好奇心，对自己做的事情要有信心，同时要去努力工作。 J粒子家族被发现（）。