丁肇中榮獲諾貝爾物理學獎後沒有止步,他繼續向未知的領域一次又一次地進擊。同時,作為炎黃子孫,丁肇中時刻關注著國內科學的發展,多次歸國尋根,架起一座中美科學交流的橋梁。他把中國的希望寄托在年輕人身上,認為年輕人最適合研究物理學。
1.繼續衝刺
丁肇中獲得諾貝爾物理學獎以後,各種榮譽和讚揚接踵而來,但他對這些似乎不感興趣,他關注的是現代科學的進展,他把目光瞄向高能物理、宇宙科學和生物科學———被世界科學家稱為三大科學的前沿陣地上。在他身上,集中地體現了自然科學家的素質特性,他要不斷地向自然界進擊,去攻占一個又一個科學的高峰。
1978年春天,丁肇中像率領科學探險船隊的一位老船長,又帶領著他的實驗隊伍———新組建的馬克·傑實驗小組,駛向了新的目標。
他們開始建造龐大的實驗設備,設備寬6米,高6米,總重量達1000多噸。參加這一實驗小組的科學研究人員共56人,他們分別來自美國麻省理工學院、德國亞琛大學、西德的國家電子加速器中心、荷蘭和中國。同丁肇中的馬克·傑實驗小組同時進行這項科學實驗的還有另外三個科學實驗小組。他們工作非常刻苦,經過大約一年的時間對加速器進行製作、安裝和調試,設備才安裝完畢,實驗經費高達上千萬美元。
加速器開始運轉了,丁肇中和實驗小組的成員們,夜以繼日地工作在儀器的熒光屏前,采集數據,計算結果。這次實驗,他們要達到三個目的:(1)尋找新粒子、新輕子和新的層子;(2)研究電磁相互作用和弱相互作用的相關問題;(3)測量電子的大小、μ子的大小和J粒子的大小。
他們送走了一個個白天,迎來了一個個黎明,付出了半年多的艱辛,終於傳出了令人興奮的好消息。
1979年8月,丁肇中領導的實驗小組和另外三個實驗小組,各自獨立地在能量274億~316億電子伏特範圍內發現了三噴注現象,從而使人們對基本粒子的認識又進入了一個新的階段。
所謂噴注,它是指高能粒子反應中末態強子的一種特殊空間分布狀態。在高能正負電子對撞時,它的末態可能產生多個強子。隨著正負電子能量的不斷升高,產生的強子數目會越來越多。這些末態強子飛行的方向集中在某幾個最小的區域內,從對撞點噴射出去形成幾束粒子注,因此,稱為噴注。
馬克·傑實驗小組在實驗中對強子噴注現象進行了研究。他們觀察到,當能量低於170億電子伏特時,隻產生雙噴注現象。當能量增加到274億電子伏特時,就出現了過去從未見過的三噴注現象。
三噴注的發現,引起了世界物理學界的高度重視,認為找到了膠子存在的論據,這是丁肇中研究基本粒子物理學的又一重大成果。
J粒子發現以後,丁肇中曾經作出這樣的設想:所有的基本粒子都是由幾個被稱為誇克子(層子)的更為基本的粒子所組成的。已經知道有五種不同類型的誇克子(層子)按不同的方式組合,形成了眾多的亞核粒子。是什麼力量把它們組合在一起的呢?物理學家曾有人預言:自然界中存在一種膠子,它是一種傳遞層子與層子之間強相互作用的媒介,是膠子把不同類型的誇克子(層子)“粘”在一起而構成新的粒子的。
這一科學假設是否成立呢?多年來,許多物理學家還一直沒有找到強有力的證據。
現在,馬克·傑實驗小組觀察到的三噴注現象,為膠子的發現在某種程度上揭開了它神秘的麵紗。
丁肇中說:“實驗結果表明,在某個動量區內有時有了三個噴注,而在某些區內完全是三個噴注。這就說明,膠子是可能存在的,雖然不能發現膠子,但至少這種現象可用膠子來解釋。”
丁肇中領導的馬克·傑實驗小組為膠子的存在提供了科學論據,三噴注的發現對膠子的存在作出了一種可能性的解釋。針對有一科學家說丁肇中已經發現了膠子,丁肇中嚴肅地說:“到現在為止絕對不能說已證明了膠子的存在,至多隻能說,如果有膠子存在,才能解釋實驗事實。”“我不敢保證幾年之後不會出現另一種假設,來解釋這一現象。”
科學這條道路是一條永無盡頭的路,在這條道路上,樹立著一個又一個的裏程碑,每個裏程碑間的路程,是科學的腳步走過的一個階段,一個永遠進擊的科學家立誌去跨越這一個又一個階段,在一個又一個裏程碑上刻下自己的標記。丁肇中的前麵還有很長很長的路。