1974年丁肇中和B. Richter发现J/ψ粒子以后,高能物理学空前活跃,新发现层出不穷。根据英国《新科学家》杂志报导,1975年Martin Perl就宣称在斯坦福大学的SPEAR上发现了一种未知粒子,并名之为U(“unknown”)粒子。这种粒子的产生和衰变事件表明,电子-正电子碰撞(总能量达到4 GeV时)后产生一对电荷相反的粒子;一个电子和一个介子。SPEAR小组认为,这结果符合于偶然产生的U+和U-新粒子对。以后,粒子通过释放一个电子和两个中微子或(因为这种粒子可能比μ介子还重)一个介子和两个中微子而衰变。单个μ介子和电子是可以发现的。电子对和介子对在高能条件下虽然也同样可以预期到,但完全被电动力学过程掩盖起来了,从而探索不到。在这以前,自然界看来是建立在四种轻子(没有强相互作用的类点粒子)和四种夸克(具有强相互作用的类点粒子)的基础上,新的重轻子的发现将带来一些新的后果。

后来,西德汉堡的DORIS又从电子-正电子湮没事件中探测到两个并不依次出现的粒子,一个是μ介子。这说明,有可能是先形成U+U-粒子对,然后每一U粒子衰变为一个轻子(例如一个电子和一个μ介子)和两个弱相互作用的中微子,其中一个被探测到,一个逃逸不见。因此,U粒子的存在并不是Perl所设想的粲介子对的“伪装”,而确定是一个新的重轻子。这样,U粒子及其伴生的中微子在轻子和夸克都各自增加到六种,而两种新的夸克将比粲夸克还要重。这又必然导致存在更多具有新的量子数的粒子,其中也含有一些具有“隐”量子数的粒子,就像J/ψ一样,而且还要重一些。

后来又据英国《自然》杂志报导,在布达佩斯和汉堡所举行的两次高能物理学会议上,哥伦比亚大学费米实验室的Leon Lederman在9.5 GeV处发现新的矢量介子,表明一种新的强子物质形式。越来越多的证据表明,存在一种质量为1.8 GeV的新的重轻子τ,电子和μ介子的一位大兄弟,可以设想,它伴生一个中微子υγ。根据夸克和轻子数目相等的统一模型,可能还有两种更重的夸克,绰号叫“顶”夸克(t=“top”)和“底”夸克(b=“bottom”)——有人还把它们叫作“真”夸克“美”夸克。在后一次会议上,Lederman小组宣称,他们不但从质子-质子碰撞的μ介子对中看到了γupsilon)凸起,并且证实了它至少是由两个共振态所组成的。这就意味着,γ是另一对象J/ψ和ψ′那样的容体。这一次理论家们都有准备了。甚至已为这整个一类粒子准备了名称——“介子偶素Onium)。电子偶素——由电子及其反粒子正电子组成的赝原子——已经同我们相处许多年了。J/ψ和ψ′已经被称为“粲子偶素”,因为它们的行为就像是由一个粲夸克和另一个反粲夸克所组成。这样,几乎可以肯定有两种新的夸克加到已知的“上”(up)夸克、“下”(down)夸克、“旁”夸克(sideways)和粲夸克上。

(郭复舟译)