#千万IP创科普#科技史上的今天 | 1979·9·4中国科学家宣布发现“胶子”

1979年9月4日，华裔美籍物理学家、诺贝尔奖获得者丁肇中领导的高能物理实验小组，在西德汉堡的一台高能加速器上找到一种新粒子--胶子，中国科学院高能物理所也参加了这项研究工作。在中国科学院院士、中国科学院高能物理所原所长陈和生看来，胶子的发现，不但是人类对物质世界认识的巨大进步，而且也是当年邓小平同志推进中国科技改革重大举措的结果。

◆开启中外科技交流的国门

1977年8月17日，邓小平会见了丁肇中。双方商定派遣中国物理学家到丁肇中领导的德国汉堡的实验组工作，为中国培养高能物理人才。

1978年1月，以中国科学院高能物理所唐孝威研究员为代表的中国物理学家到达汉堡的德意志同步加速器中心，参加丁肇中在PETRA正负电子对撞机的Mark-J实验。

陈和生曾表示：“唐孝威等人的出国交流，是中国科技对外开放的一个重要里程碑。自此，大批中国访问学者和留学生开始到西欧、日本和美国等发达国家学习，这对中国科技的发展产生了深远影响。”

作为第二批中国到丁肇中小组工作的科研人员，陈和生是1979年4月到达汉堡的。由于第一批到丁肇中小组工作的中国人年龄相对偏大，到选派第二批人员时就挑了一些比较年轻的。于1978年考上中国科学院研究生的陈和生有幸被选中。经过一段时间的培训后，陈和生等15名研究生也来到了汉堡，与第一批人员一同开展Mark-J实验。此后，每年都有中国物理学家被派到丁肇中领导的实验组工作和学习，持续了10余年。

◆参与高能物理重大发现全过程

1978年11月，丁肇中小组在汉堡Mark-J实验中，利用当时世界上能量最高的加速器使正负电子加速对撞，寻找新的粒子。经过半年多的努力，实验组首次发现了胶子存在的实验证据。

物质由分子组成，分子由原子组成，原子由电子和原子核组成，原子核由质子和中子组成，质子、中子由夸克组成。可是，夸克是怎么聚到一起组成质子和中子的呢？

半个世纪前，科学家曾预言，夸克之间有一种相互作用，这种作用像胶水一样把夸克“粘”到一起，他们因此给这种作用力起了个名字--胶子。预言毕竟只是种想象，科学家们开始寻找胶子存在的证据。Mark-J实验组就是这群科学家中的一支队伍。1979年8月，Mark-J实验组发现了三喷注现象。科学家们知道，正负电子对撞之后，撞出的高速夸克束流会形成两个背向而行的喷注，可是第三个喷注是什么？根据理论模型，他们猜测，这可能是胶子存在的证据。于是，他们在计算机上模拟出有胶子和没有胶子的各种情形，并将数据模拟结果与实验结果进行对照，最终确认了第三个喷注来源于胶子的发射。丁肇中小组的实验，首次证实了胶子的存在，从而使这一理论有了坚实的实验基础。

1979年9月4日，Mark-J实验组在《物理评论快报》上发表了他们发现胶子的结果--《佩特拉对撞机上的三喷注事件发现及量子色动力学检验》。这一实验结果得到了国际高能物理学界的高度评价。

中国物理学工作者20多人参与了这项实验工作。他们先是参加了Mark-J探测器的设计、安装和调试，也参加了实验数据的获取与分析、计算机的在线和离线分析等。中国物理学工作者在胶子发现过程中作出了巨大贡献，这一点得到丁肇中的高度评价。

1995年，欧洲物理学会高能物理大会对发现胶子的研究小组授予特别奖。丁肇中特别选派中美各一名科学家前往布鲁塞尔领奖。而那名中国科学家正是参与胶子发现过程的陈和生。

◆****中国科技界开始加入到国际最前沿领域

如果翻开40年多前中国科技发展的历史，我们可以发现，高能物理这一研究领域在打开国际交流合作大门方面扮演了独特的角色：

1977年8月17日，刚刚恢复工作不久的邓小平会见了高能物理学家丁肇中；1978年1月，在邓小平和丁肇中的共同推动下，中国高能物理学工作者团队首先跨出国门，到德国汉堡的Mark-J实验组学习工作；1979年1月31日，邓小平访美期间，两国签订了《中华人民共和国国家科学技术委员会和美利坚合众国能源部在高能物理领域进行合作的执行协议》，这是中美政府间第一个学科领域内的合作协议……

改革开放初期，中国科技落后于西方发达国家。即便是在高能物理研究领域，中国也处于落后状态。但相比于其他研究领域，高能物理研究往往需要多国科学家的合作，特别是建造大科学装置，常常是集多国财力和人力予以支撑。

陈和生说：“小平同志正是以高能物理研究需要国际合作为抓手，果断决策，派出中国科研人员参与国际交流合作，借此打开中国向西方科技发达国家学习的大门，推动中国科技界的改革开放，从而推动中国科技40年来的快速进步。”

作为当年中外高能物理研究国际交流的亲历者，陈和生一直认为，中国高能物理学工作者到丁肇中小组学习交流，是中国科技界改革开放具有里程碑意义的事件。

陈和生说：“那次的合作交流之旅使我们更多地看到了科技强国是怎样发展科学的，世界著名科学家是怎样领导科学研究的，学习了当时世界最先进的技术手段。总之，受到了科研的严格训练和学到了科研管理方法。”

“从Mark-J实验组回来后，中国科学院高能物理所开始参照国际高能物理研究的方式方法，建立起了属于中国自己的高能物理研究平台，也为此后我国研制第一个大科学装置--北京正负电子对撞机培养了大批人才。”陈和生说。

40年多前，中国高能物理学工作者的德国汉堡之行，属于破冰之旅，它让中国科技界开始加入到国际最前沿领域。

综合自《科技日报》、科普中国