弗里德曼.肯德?tīng)柡屠聿榈隆ぬ├沼嘘P(guān)電子與質(zhì)子和束縛中子的深度非彈性散射實(shí)驗，是在美國斯坦福大學(xué)直線(xiàn)加速器中心（SLAC）進(jìn)行的。在建設SLAC時(shí)，泰勒負責磁鐵和譜儀的安裝，后來(lái)成了實(shí)驗項目的總負責人；弗里德曼和肯德?tīng)枮樽V儀研制了粒子探測器，后來(lái)負責處理實(shí)驗數據，并在1972年代表實(shí)驗小組全體成員作了總結報告。

人物生平

1967年，大型電子直線(xiàn)加速器建成并達到設計能量，作為試運行開(kāi)始了一系列電子-質(zhì)子散射實(shí)驗，包括電子-質(zhì)子彈性散射實(shí)驗、正電子-質(zhì)子彈性散射實(shí)驗和電子-質(zhì)子非彈性散射實(shí)驗。但是，這些實(shí)驗的結果只是證實(shí)了已有的結論。當入射電子能量進(jìn)一步加大時(shí)就進(jìn)入了從未有人探索過(guò)的深度非彈性散射區域。這時(shí)，電子的能量是如此之高，以至于可以深入到質(zhì)子內部，甚至將質(zhì)子打碎。由于質(zhì)子分裂成碎片要吸收更多的能量，散射電子的能量應當比平常低的多。

研究歷史

然而，實(shí)驗發(fā)現電子-質(zhì)子深度非彈性散射的大角度散射截面比彈性散射的大得多。起初，他們認為，是實(shí)驗結果不正確，或者是解釋有錯誤，還可能是因為出現了系統誤差，誤差的來(lái)源也許是所謂的“輻射修正”，即入射電子或散射電子以光的形式輻射掉了相當大的能量。于是，他們對輻射修正作了仔細研究。結果證明，輻射修正并不重要。他們把電子-質(zhì)子深度非彈性散射和電子-質(zhì)子彈性散射以及電子-電子彈性散射分別進(jìn)行了比較，發(fā)現隨著(zhù)散射角增大電子-質(zhì)子彈性散射截面急劇下降，而深度非彈性散射截面與電子-電子彈性散射截面之比卻變化不大。這一事實(shí)表明，電子以極大的能量深入到質(zhì)子內部時(shí)，遭遇到的不是“軟”的質(zhì)子靶，而是和電子類(lèi)似的點(diǎn)狀“硬”核。然而，當時(shí)實(shí)驗物理學(xué)家們并沒(méi)有領(lǐng)悟到這一點(diǎn)。SLAC理論組的成員布約肯(J. D. Bjorken)運用流代數求和規則對實(shí)驗結果作了分析，并提出標度無(wú)關(guān)性對實(shí)驗結果作了解釋。但是，由于流代數是很抽象的數學(xué)方法，他的工作一直未能得到人們的理解。后來(lái)，費恩曼把質(zhì)子看成是點(diǎn)狀部分子的復合體，把電子-質(zhì)子深度非彈性散射看成是電子與質(zhì)子內的部分子發(fā)生彈性散射。經(jīng)過(guò)計算，證明布約肯的標度無(wú)關(guān)變量正是部分子動(dòng)量與質(zhì)子動(dòng)量之比。就這樣，費恩曼從深度非彈性散射實(shí)驗和標度無(wú)關(guān)性找到了部分子模型的重要證據。人們很快明白，部分子和夸克原來(lái)是一回事。

成就及榮譽(yù)

另外，電子-質(zhì)子深度非彈性散射實(shí)驗還表明，蓋爾曼在1962年提出的電中性粒子“膠子”有可能存在。1971年，韋斯柯夫(V. F. Weisskopf)和庫提(N. Kurti)提出，正是這種“膠子”在夸克間傳遞強相互作用才使夸克組成強子。接著(zhù)，1973年創(chuàng )立了量子電動(dòng)力學(xué)；1979年丁肇中小組首先找到了支持膠子存在的證據。

顯見(jiàn)，電子-質(zhì)子深度非彈性散射實(shí)驗引起了粒子物理學(xué)的一系列新進(jìn)展，使粒子物理學(xué)進(jìn)入了“夸克-膠子”時(shí)代。