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[5] Weinberg.“Model of Leptons，”Phys.Rev.Lett.19（1967）：1264-1266.Salam.“Weak and Electromagnetie，”in Particle Theory（1968），367-377.对规范理论的两篇精彩介绍参见Abers and Lee，“Gauge Theories，”Phys.Rep.9（1973）：1-141；Quigg，Gauge Theories（1983）.格拉肖-温伯格-萨拉姆理论的历史请参见Weinberg，“Conceptual Foundations，”Rev.Mod.Phys.52（1980）：515-523；Glashow，“Unified Theory，”Rev.Mod.Phys.52（1980）：539-543；Salam，“Gauge Unification，”Rev.Mod.Phys.52（1980）：525-538；Pickering，Constructing Quarks（1984）.不幸的是，有关弱电起源的理论物理学的详细历史不在本书讨论范围内。
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[6] Coleman，“Nobel Prize，”Science 206（1979）：1290-1292.
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[7] ‘t Hooft，“Renormalization of Fields，”Nucl.Phys，B 33（1971）：173-199.对于验证规范理论所做的努力，其详述请参见Veltman，“Gauge Field Theories，”in Rollnik and Pfeil，Symposium，（1974），429-447，cited and discussed in Pickering，“Against Phenomena，”Stud.Hist.Philos.Sci.15（1984）：116.
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[8] Coleman，“Nobel Prize，”Science 206（1979）：1291.
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[9] Glashow and Georgi，“Without Neutral Currents，”Phys.Rev.Lett.28（1972）：1494-1497.
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[10] Taylor，Gauge Theories（1976），1.
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实验是如何终结的？ [:1700965619]
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实验是如何终结的？ 优先顺序
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我们现在来看两组发现中性流的实验，分别在大西洋两岸进行。尽管这些特定的实验仍留下许多关于中性流特性的有待解决的问题，但做出了更多的精密研究（例如关于时空以及中性流同位素自转的实验），这些研究首次说服了许多物理学家（理论家与实验者兼有）相信高能级中性流的存在。两组实验分别为位于伊利诺伊州巴达维亚的费米国家加速器实验室所开展的E1A，以及在欧洲核子中心开展的加尔加梅勒协作研究。担任E1A实验工作的合作团队由来自哈佛大学、威斯康辛麦迪逊分校、宾夕法尼亚大学，以及美国国家加速器实验室（后来更名为“费米实验室”）的实验小组组成，即哈佛-威斯康辛-宾夕法尼亚-费米实验室通常简称为“哈佛-威斯康辛-宾夕法尼亚-费米实验室合作团队”。
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在欧洲，加尔加梅勒研究组织由来自牛津大学、奥赛直线加速器实验室、亚琛工业大学第三物理研究所、米兰大学、英国伦敦大学学院、巴黎综合理工学院、布鲁塞尔大学跨校高能物理研究院以及欧洲核子中心的实验小组组成。超过70名物理学家最终签署了各类关于中性流的报告（见附录）。还有许多其他的管理者、实验人员、学生以及技术人员参与了不计其数的策划与分析阶段。
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这里并非回顾20世纪60年代弱相互作用理论发展。然而，站在实验者的角度看，众多理论上的兴趣点简单明了地共同交织在由梅尔文·施瓦兹（Melvin Schwartz）个人、李政道与杨振宁在《物理评论快报》（Physical Review Letters）的两篇相关论文，以及布鲁诺·庞蒂科夫（Bruno Pontecorvo）独立概括的一项广泛的实验项目中。[1]这三名作者强调中微子会成为弱相互作用的理想探针，因为其（像电子和μ介子）对于强作用力是完全免疫的，且中微子不含任何电荷，所以它不会受到电磁力的影响。他们所提出的一些建议成为下一个十年所执行实验的指导原则。所有使用过的中微子束大致产生的方式如下：质子加速撞击到坚硬的目标物体，在其中产生了介子与k介子。介子与k介子延着一根真空管下方移动直到其中部分衰变为μ介子与中微子。通过引导μ介子与未衰变的介子穿过数米深的泥土，他们可以停下来，仅留下一束中微子（见图4.18和图4.19）。
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凭借中微子束，许多实验成为可能，包括：①两类中微子实验。衰变产生的中微子可能与那些产生于介子衰变的中微子相同或不同。凭借一束介子产生的中微子我们可以判断是哪种情况。②测试弱相互作用的时空结构。自费米提出弱相互作用理论的那天起，众多不同形式的弱相互作用应运而生。“V-A理论”保持了费米最初的想法——使基本的相互作用像电流那样进行。这在格拉肖、温伯格，以及萨拉姆的理论诞生前是占主导地位的弱相互作用理论。[2]V-A理论也很好地解释了最近发现的宇称不守恒现象。[3]此外，中微子束能够详细测试V-A理论的影响，例如预测部分弱电流会像电磁流那样守恒（矢量流守恒假设）。③测试轻子守恒。当电子与μ介子产生于粒子的相互作用时，通常伴有中微子。中微子束有助于确定是否存在新的和电子与μ介子有关的量子数。如果有，则情况可能是1个电子（电子数+1）总是与1个反电子中微子（电子数-1）共同产生。④测试电子-μ介子普遍性。μ介子看似仅仅是质量更大的电子。中微子束能够帮助物理学家发现除质量外，μ介子与电子中产生的弱相互用是否真的相同。⑤中间矢量玻色子研究。对于E1A与加尔加梅勒来说，关于中微子束最重要的建议是主张中微子相互作用能够用于尝试及产生中间矢量玻色子，W。
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图4.18 1967年加尔加梅勒室的位置以及中微子束。示意图中的大圈是欧洲核子中心的质子同步加速器，能够将质子移动速度提高到240亿电子伏特。其中一些质子会沿着连接加尔加梅勒（GGM）的束流管射出。当高能量质子猛烈撞击钹或者铝目标物体时，它们会产生大量的介子和K介子。这些轻质的不稳定的新粒子继续朝着加尔加梅勒移动，其中一些衰变为中微子。大部分没有衰变为中微子的粒子被超过3000吨重22米长的铁所阻挡。来源：示意图，CERN/PIO/RA 77-4。
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图4.19 欧洲核子中心安置加尔加梅勒室的厂房航拍图，1967年8月。该图片所示的方位与图4.18类似。来源：CERN 109-8-67。
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在1960年发表的关于中间矢量玻色子研究的作品中，李政道与杨振宁提出带电中间矢量玻色子的最好的研究方法是研究中微子反应。
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其中Z代表带电Z粒子的一个核，l-是带阴电荷的轻子。[4]此外，因为众所周知K介子无法承受快速地衰变为中间矢量玻色子和伽马射线，李政道与杨振宁认为中间矢量玻色子的质量必须大于K介子；从为大家接受的费曼/盖尔曼（V-A）形式的弱相互作用来看，中间矢量玻色子处于旋转态。除此之外，所知甚少。杨振宁与李政道提出的研究假设中间矢量玻色子中含有已知粒子中质量最大的粒子——核子。凭此假设，他们能够粗略计算反应式（4.1）的交集以及中间矢量玻色子衰变产物的产生率：μ介子加上中微子。“如果通过实验没有发现W±”他们写道，“可能会将W的质量限制设定得更低一些。”[5]
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对W±的研究形成了国家加速器实验室开展E1A以及欧洲核子中心建造加尔加梅勒的主要动机。通过对比，对中性流的研究是次要的，因为在关于现象的理论中看似没有任何迫切的理由要去证明中性流存在。因此，当拉加里格、鲁塞，以及缪塞于1964年2月为筹建一个新的气泡室共同提出一个初步项目方案时，他们的兴趣集中于研究带电中间矢量玻色子，即使现象学理论对于中间矢量玻色子的质量没有上限约束。[6]因此，无法确保在新方案中的中微子能量足够产生中间矢量玻色子。尽管如此，随着1963年锡耶纳会议的临近，人们希望能在某处，在一定电子伏特的范围内会发现该粒子，这在下一代实验的掌控之内。[7]
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缪塞和鲁塞讨论了其他的项目，但是即使是在1964年加尔加梅勒室的施工人员准备好一份主要的项目方案时，他们仅用三句话便搁置了中性流研究项目。[8]像加尔加梅勒室这么大的物理研究目标必须在会上讨论，有特定的工作小组汇报关于束流、K介子研究、μ介子研究，以及通过使用质子消除反质子而形成新粒子等问题。对此项目来说，通过常规的物理研究会议讨论细节毫无意义；参与的实验室有权决定如何使用它们的设备。此外，随着项目的进展，确定室内液体的特性、束流的参数，以及进行适当的数据分析会超出旁观者的正常兴趣范围。
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加尔加梅勒使用者委员会是为陈述这些内容所成立的，成员会间歇性地会面制定会议日程。有时会邀请到访的理论家或其他专业人士讲话。会议一般会持续几天并发布数百页的会议记录。在1968年10月的第一次会议中，唐纳德·珀金斯（Donald H.Perkins）做了一份关于中微子物理学的报告，将中性流作为附属话题。[9]两年后，随着加尔加梅勒临近完工，珀金斯重写了所提议的物理学方案。[10]在物理研究目标清单的最上方保留了中间矢量玻色子的研究。然后是对早先弱相互作用理论所预测的各种过程的研究，并未采用中间矢量玻色子的理论。尽管如此，并非一切都是相同的。自最初的项目提案提交那天起，斯坦福直线加速器中心的一个小组便开始了一项实验，在实验中他们凭借大的动量传递实现了从核子中非弹性散射出电子。[11]就像欧内斯特·卢瑟福所展示的那样，原子通过分散的阿尔法粒子包含坚硬的小核子，因此斯坦福直线加速器中心实验团队通过散射电子展示了核子的内部结构。
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更确切地说，卢瑟福所观察到的散射模式（卢瑟福散射）描绘了粒子从点散射体发生偏转的特征。“莫特散射”对于相对速度粒子来说仅仅是此模式的普遍化描述。斯坦福直线加速器中心令人震惊的实验结果是核子中电子的散射模式以一种不受高达50亿电子伏特能量影响的方式与莫特散射模式成正比例放大或缩小。