在杰斐逊实验室C厅里的“Q-弱”实验装置。
弱力是自然界里四种基本力量中第二弱的、作用距离第一短的一种力。它只作用于电子、夸克层子、中微子(杜真子)等费米子,并制约着放射性现象,而对诸如光子、引子等玻色子不起作用。它引发的一系列物理反应为太阳提供能量,其放射性衰变机制加热了地球内核,它还能使医生在没有手术的情况下检测出病人体内的疾病。总之,弱力是一种对人类日常生活至关重要的力量。据《自然》杂志5月9日刊发的一篇研究论文称,在美国能源部托马斯·杰斐逊国家加速器中心(Department of Energy's Thomas Jefferson National Accelerator Facility)的“Q-弱”实验中,科学家已成功完成了对弱力的精确测试,这一最新结果将缩小超出我们现有物理知识以外的新粒子和力量存在的可能性范围。
“这一精密测量技术可作为一扇进入潜在新粒子世界的窗户,否则这些粒子只能通过极高能的加速器才能观测到,而这样的加速器目前已经超出了我们的技术能力范围。”杰斐逊实验室的科学家、“Q-弱”协作实验的联合发言人罗杰·卡烈尼(Roger Carlini)说。
如今,“Q-弱”协作实验揭示了弱力的一个秘密:它对质子精确控制的强度。他们是通过对质子的微弱电荷进行高精确度测量来实现这一实验目标的,他们采用的设备是美国能源部的“连续电子束加速器装置”(Continuous Electron Beam Accelerator Facility)的高质量光束。