2006年12月17日 08:47
美国科学家表示，他们在实验中首次探测到没有相对应反物质伴随发生的顶夸克，并认为这是极其罕见的现象。这一发现将帮助科学家更好地解释宇宙的起源以及物体如何获得其质量，从而了解宇宙的基础。
作为最重的基本粒子（同金原子的质量相同）的顶夸克是构成自然世界的基石之一，也是“大爆炸”后分布在宇宙中的一种物质成分。现在，人们在自然界已搜寻不到它们的踪迹，只有借助高能粒子加速器才能在实验中获得。
加州大学物理和天文系研究物理学家安•荷茵逊是一个由50名物理学家组成的研究小组的带头人。她说：“我们寻找单独存在的顶夸克已有12年的时间，直到现在才发现它们。探测到单独的顶夸克（共62个）让我们以从未有过的方式研究它们的特性。如今，我们可以研究顶夸克是如何产生并衰减的，同时也能更好地解答诸如‘新粒子在影响我们的观察吗？’等类似问题。”
顶夸克的探测十分费时，费米实验室D0国际合作组里，专门从事粒子对撞中顶夸克研究的科学家就有数百名。对于荷茵逊领导研究小组而言，他们首先进行的是数据收集工作，所需的数据来自美国能源部费米国家加速器实验室2002年至2005年期间利用Tevatron对撞机完成的质子和反质子对撞实验。第二步则是借助强大的计算机分析实验结果，了解对撞中产生了何种粒子。
当质子和反质子在接近光速的情况下发生对撞后，偶然会产生顶夸克。不过质量大的顶夸克不稳定，存在的时间比较短，很快便会衰减成质量较轻的粒子，这使得探测工作更为复杂。实际上，研究人员往往是通过探测顶夸克衰减产生的“派生物”来确定它的存在的。
荷茵逊表示，利用硅顶点探测器，研究人员在相应的位置测量到了通过理论推测出的顶夸克衰减产品——带电粒子，从而确认了顶夸克的存在。荷茵逊将测量到的带电粒子称为顶夸克衰减产品的电子签名（electron鄄icsignature）。新的研究结果将刊登在美国《物理评论快报》上。
