于1990年开始,预计在1999年完成的超高能超导对撞机(SSC)的制造工程在1994年被美国政府终止了。
尽管当时这个对撞机已经完成了将近20%,为了缩减正在增加的国家财政赤字,美国国会在预计花费逐步上升到100亿美元后,终止了这个原计花费80亿美元的超高能超导对撞机的建造。20世纪80年代后期到90年代,关于得克萨斯州的超高能超导对撞机的制造以及后来的终止一直是热门的争论话题。不考虑这些争论,超高能超导对撞机远远优于当时任何一种粒子加速器。这个周长54英里(87千米)的加速器能加速质子使它们每秒相互碰撞5000万次。
优于其他加速器的另一个长处是它的磁场比美国费米国家实验室的1万亿电子伏加速器增强了一半。这一重要的改进帮助物理学家在粒子物理学领域取得了重大突破,物理学家利用这一技术设计了一个模拟演示,展示了在大爆炸之后的几毫秒时间里发生了什么变化,这使得物理学家能够对大统一理论的对称性作更深入的研究。夸 克什么是夸克?夸克被认为是所有事物的基本要素。截至20世纪50年代,许多物理学家认为大自然的基本要素是质子、中子和电子。
这一概念在1964年发生了改变,当时两位美国物理学家默里·盖尔曼(Murray Gell-Mann)和乔治·茨威格(George Zweig)相互独立地提出了理论,认为存在比质子和中子还要小得多的粒子。他们发现宇宙中最基本的粒子是夸克,而夸克可以分为3种类型:上夸克、下夸克和奇夸克。
他们确定这3种“夸克”(这个名字来源于詹姆斯·乔伊斯的小说)是原子核中质子的基本要素。后来,在亚原子微粒理论中所取得的成就激励粒子物理学家去搜寻第四种、第五种以及第六种夸克的存在。通过粒子加速器中亚原子微粒的碰撞以及观察这种高能碰撞产生的结果,人们已经证明了第四种和第五种夸克是存在的。到20世纪70年代为止,物理学家认为有6种基本夸克,但到目前为止,第六种夸克-顶夸克还没有被发现。夸克是如何分类的?6种夸克每2个在一起被分成3组:“上夸克和下夸克”、“奇夸克和粲夸克”、“顶夸克和底夸克”。
另外,每个夸克具有一个叫做“颜色”的属性,可以是红、绿、蓝以及所有的反色。“颜色”这个名字与我们看到的颜色没有任何关系;它只是具有幽默古怪念头的某个人起的名字。夸克具有部分电荷-正负2/3或者正负1/3。3个夸克在一起是重子,而2个夸克在一起是介子。什么是顶夸克?到1977年为止,人们发现了前5种夸克。
将近20年之后,在美国伊利诺伊州的费米国家加速器实验室,一群物理学家在他们的1万亿电子伏加速器中实施了一系列的粒子碰撞,1万亿电子伏加速器是世界上最强大的粒子加速器,它将质子与反质子彼此相向加速到接近光速。费米国家加速器实验室的科学家们认为他们不得不停止寻找顶夸克的工作,因为顶夸克(即使他们能找到它)可能在10亿次碰撞中只能看到一次,而且持续的时间不超过十亿分之一秒。1995年3月2日,人们终于找到了顶夸克。
费米国家加速器实验室的科学家们几乎用了一年的时间来完成这项任务,就时间上来说,这远远超过了寻找其他亚原子微粒所花费的时间。顶夸克的发现可能是物理学领域近年来的发现中意义最重大的一个,该发现将为科学家提供更多的关于宇宙物质基本构成的线索。