“啊!”教授说,“不是8个,接近80个。起初人们发现有两种介子:重介子和轻介子,分别由希腊字母π和μ表示。重介子是由非常高能的质子与大气边缘空气中气体的原子核相互作用产生的。但它们非常不稳定,在到达地表之前就分解了,分解成轻介子和中微子——它们中最神秘的粒子——没有质量也没有电荷,只是能量的携带体。轻介子的保存时间稍微长一点,大概几微秒,所以它们可以到达地表,但以后在我们的眼皮子底下衰退成普通的电子和两个中微子。然后还有一种称为K介子的粒子。”
三个艺伎在玩不同寻常的剑玉游戏
“这些艺伎们在扮演哪种粒子?”汤普金斯先生问道。
“噢,可能是重介子,中性的那种,它们是最重要的,不过我不确定。现在我们几乎每个月都要发现新的粒子,它们绝大多数都很短命,即使是以光速运动,它们从生成开始,在几厘米的距离内就要衰退,所以即使是用气球送到大气层里的小装置都无法观察到它们。”
“不过,我们现在有很强的粒子加速器,可以将质子加速到具有当时在宇宙射线中一样的高能量:几十亿电伏特。其中一个加速器,叫作劳伦斯加速器,就在附近的一座小山上,我很愿意带你去看。”
开了一小会儿车,他们就到了一座大楼里,里面有粒子加速机器。进入大楼,汤普金斯先生就被震撼了,这个巨型装置太复杂了。但是,教授向他保证,它在原理上并没有比大卫用来杀死歌利亚的弹弓还要复杂。带电的粒子进入这个巨型筒里,沿着越发分散的螺旋形轨迹运动,然后交流电脉冲给它们加速,最后在强磁场内排成一条直线。
“我觉得我之前看过类似的东西,”汤普金斯先生说,“当我参观粒子回旋加速器的时候,好多年前人们称它为原子加速器。”
“是的,是的,”教授说,“你之前看的那个机器就是劳伦斯博士最初发明的。你现在在这里看到的是基于相同的原理,不过不是将粒子加速到几百万伏特,而是加速到几十亿伏特。美国最近建了两台:一台在加州伯克利,叫作高功率质子回旋加速器,因为它制造出的质子具有十亿电子伏特级的能量。这是很严格意义上的美国名字,因为在美国,一个‘billion’是十亿。而在英国,一个‘billion’是万亿,所以英国没有人尝试过去获得这样的成绩。美国另一台粒子加速器在长岛的布鲁克海文,叫作宇宙线级回旋加速器,这有点夸张了,因为自然宇宙射线所能提供的能量要比这个加速器提供的高得多。在欧洲,靠近日内瓦的欧洲原子核研究中心,他们建了可以与美国的两台相媲美的加速器。在俄罗斯,离莫斯科不远的地方,也有一台那样的机器,就是我们所熟悉的赫鲁晓夫加速器,现在可能会被重命名为勃列日涅夫加速器。”
环顾四周,汤普金斯先生注意到门上挂了一个标志,上面写着:
阿尔瓦雷兹的液态氢洗浴装置
“那儿是什么?”他问教授。
教授说:“噢!劳伦斯加速器会制造出越来越多的不同基础粒子,它们的能量越来越高,人们要想对它们进行分析,就需要观察它们的运动轨迹,计算它们的质量、生命周期、相互作用,以及其他特质如奇异数、宇称等。”
