顶夸克的真实面貌在数万亿次的质子和反质子的高能对撞中逐渐地显现出来了。

去年，伊利诺斯州巴达维亚费米国立加速器实验室（简称费米实验室）的物理学家们宣布了长期寻找的顶夸克的首批直接的实验资料。但是，由于资料有限得出的结论有很大的不确定性。

现在，在获得了3倍于以前资料的情况下，费米实验室的研究人员确信，他们已真正发现了顶夸克。而且，他们用了二台不同的探测器观察到了这种转瞬即逝的亚原子微粒的痕迹。一年前的那些资料只是用费米实验室的对撞机探测器（CDF）获得的。

那时，DZero探测器的研究人员“还没有足够证据来说明顶夸克的存在，然而现在，有越来越多的资料显示，顶夸克是存在的，信号是清楚的，”DZero组的成员、纽约州立大学石溪分校的保罗 · 格兰尼斯（Paul D. Grannis）说。上个星期，CDF组和DZero组的代表在费米实验室召开的专家讨论会上报告了他们的发现。

根据粒子物理学的标准模式，夸克共有6种。二种夸克——上夸克和下夸克——构成了组成普通物质的质子和中子。另外3种夸克——奇异夸克、粲夸克和底夸克——已用粒子加速器找到了。新近发现的顶夸克使这一家族得以完满。

质子和反质子在接近光速的对撞中产生了夸克和反夸克，顶夸克差不多立即分裂成物理学家可以察觉的特有的其它粒子显示出来。然而，由于其它逊原子微粒能模拟顶夸克的某些特征，因此，研究人员必须留意将真正的顶夸克衰变和那些“背景”事件区分开来。

从数万亿次的对撞中，CDF组识别出顶夸克出现的事件约40次，这其中可能还有12次的背景事件。从这些资料中，物理学家们算出顶夸克的质量为1760亿电子伏（表示能量的单位），正负误差为130亿电子伏。

“这一新的数据与我们以前的测量相近，”CDF组成员、罗切斯特大学的保罗 · 蒂普顿（Paul Tipton）说，：这是令人欣慰的事，使我们更加相信这一结果。”

DZero组发现了17次顶夸克出现的事件，他们算出的顶夸克质量为1990亿电子伏，正负误差为300亿电子伏。“测量出的数据重合性还是很大的，”蒂普顿说。

“由于二台探测器是不相同的，所以记载的资料也不相同，但是产生粒子的物理现象和在探测器中发现的粒子应该是一样的，”DZero组成员、马里兰大学的安德鲁，巴登（Andrew R. Baden）补充道，“我认为这是相当清楚的，（二台探测器）探测到的是同一种现象。”

这二个组计划继续收集资料，直到今年底。“到那时，我们的资料将比现在增加一倍，”巴登说。

他们将尽力减少顶夸克质量的不确定性。随着顶夸克事件的不断增加，研究人员将开始研究顶夸克的其它特性。

“我们得到了这种新的粒子，”蒂普顿说，“实际上，世界上也只有我们这个实验室才能观察到顶夸克是怎样产生的和顶夸克是怎样衰变的这一新的物理现象。”

[Science News，1995年3月11日]