格格党

手机浏览器扫描二维码访问

7 无穷小中的（第6页）

一切都归结于痕迹测量的精度。

次级顶点与初级顶点的距离极小，有时只相隔几分之一毫米，只有用最先进的痕迹测量设备才能测出。

幸亏超敏感、极精确的新式传感器被研发了出来，直到几十年前还像做梦一样的事情现在变成了常规操作。

随着特殊设备的出现，我们的痕迹测量精度现在能达到10微米以下（1微米等于千分之一毫米），并且可以找出与初级顶点相距小于100微米的次级顶点。

凭借如此强大的工具，测量短至10-13秒的平均寿命并不困难，可将这个时间转换为衰变前走过30微米左右。

如果考虑到LHC中撞击产生的美夸克和粲夸克都几乎是以光速运动，那么衰变前走过的距离会变成1毫米左右，这是可以精确测得的。

不过，测量短至10-13秒的平均寿命已经是目前通过不稳定粒子的运动测量其平均寿命的极限。

要测量短至10-16秒的平均寿命，可以尝试一些特别的方法，但需要放弃对撞机而采用固定靶，让粒子束击打固定的目标。

通过这种方式，可以实现万倍以上的时间拉伸，但即使是这种极限技术，也无法测量与强相互作用相关的极短平均寿命。

找出次级顶点并以此推断撞击产生重夸克的方法促成了许多发现，包括发现最重的夸克——顶夸克。

顶夸克是所有已知基本粒子中的质量冠军，产生之后立刻衰变。

它如此急于从环轨中消失，以致还来不及“穿衣服”

就解体了。

它是唯一“光着身子”

死去的夸克，平均寿命据估计在5×10-25秒左右。

它在衰变前走过的距离是无法测得的。

其衰变虽由弱相互作用导致，却是在极短时间内发生的，因为顶夸克太重，而它被弹射到的环境太冷、太不友好，因此它连一瞬间都活不到。

只有在周围的能量密度极大时，它才能安心待着。

宇宙诞生的瞬间，它曾有过短暂的幸福时光、稍纵即逝的黄金时代——温度高到让它可以和其他夸克、胶子一起自由奔跑，但新生宇宙一冷却，一切就都戛然而止了。

有趣的是，顶夸克衰变时总会放出W玻色子和美夸克，而美夸克自己也会在走过一段可测量的距离后衰变。

因此，通过搞清楚美夸克的衰变，再配上一个W玻色子，就可以知道哪些粒子来自顶夸克。

正是由于这种明确的特征，1995年美国费米实验室使用正负质子对撞机第一次发现包含顶夸克的事件。

今天，LHC还在用相似的技术来反推上百万顶夸克，并详细研究其所有性质。

希格斯玻色子虽然比顶夸克轻，但也是很重的基本粒子，寿命也很短，平均寿命估计在10-22秒左右，基本在初级顶点就会衰变产生粒子。

这又是给实验物理学家下达了几乎不可能完成的任务：这么短的平均寿命怎么测？下一节我们就将看到，要做到这一点，还是要靠量子力学。

（1）.?亦称三全音，即音程上三个全音的距离?（六个半音），这个音程的声响特性就是极度的不安定、诡异。

（2）.?嘉玛道理会的意大利文是Ordine?Camaldolese，卡马尔多利是Camaldoli，音译有别。

——译注

（3）.?大型强子对撞机的粒子探测器部分，采用巨型螺管式磁铁来测量光子、电子、渺子等粒子的动能。