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E1A很快地决定要进行此项研究。这是该实验团队第二次改变实验目标,第一次是从W粒子研究变为部分子测试,现在这是变为中性流调查。新的方向与一些他们早期的兴趣交织在一起并且看似可以在没有广泛修改装置的条件下进行。这也给予他们额外的筹码,有助于他们说服国家加速器实验室的计划委员会选择E1A作为第一项实验。正如他们快速地向院长罗伯特·威尔逊说明的:“最近,对于中性弱电流与中性弱中间(矢量)玻色子更为敏感的研究的需求意识不断提高。中性弱电流的存在会对弱相互作用与电磁相互作用间的联系做出额外的阐释。”要注意的是,论据首次转向能量的规模以及可利用的力,目的是使可以发现的力的中间的一些统一的特点貌似可信。作者们继续写道:
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随着可以用于实验的质心能量S1/2的增加,以及GS(G的产物——恒定不变弱相互作用特性,以及S——质心能量的面积)在量级上逐渐向α靠近(恒定不变的电磁相互作用特性),发现这样的联系的可能性变得愈发现实。我们现在可能与奥斯特、安培以及法拉第等人在150年前所处的位置类似,就像他们试图得出电与磁之间的联系那样。
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在那时,实验人员只是会一带而过地提到重正化这一理论家主要感兴趣的理论特色。
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我们与其他人一起,已经观察到针对最近一个可重正化的敏感型测试弱相互作用理论,可能会通过比较观察到的强子中性流与荷电流的比率来进行。不同的模型会导致在中性流与荷电流比例的预期值出现偏差,但≤0.01的数值会很难适合该理论。[11]
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触发电子装置必须立刻重新设计以便探测器能够在强子能量高于热量计所设定的某一最小值或μ介子进入μ介子分光仪时启动。鲁比亚后来评论道,他赞成将触发器应用到实验中去,“并不是我事先决定的,而是因为斯蒂夫·温伯格给了我一个很好的理由去支持它”。[12]触发器的实际建设是拉里·苏拉克在此项目上独立承担的第一个任务。除了组装电子装置这一眼下的问题以外,苏拉克将全部精力都投入到中性流的研究上。[13]
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[1] Cline,Mann,and Rubbia,“Weak Intermediate Boson,”Phys.Rev.Lett.25(1970):1309-1312.
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[2] Mann to Wilson,14 August 1970.Related documents:Wilson to Mann.25 August 1970;Wilson to Barish,9 September 1970.All in Program Committee files on EIA.director’s office.FNAL.
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[3] R.R.Wilson to Cline,27 October 1970.Program Committee files on E1A,director’s office,FNAL.
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[4] Reeder et al.,“Minutes,”3 October 1970,Reeder,personal papers.
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[5] Wilson to Cline,27 October 1970,AMP.
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[6] Cline et al.,“Minutes,”7 November 1970,Reeder,personal papers.
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[7] Cline et al.,“Minutes,”7 November 1970,Reeder,personal papers.
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[8] Projected completion dates,costs,and suppliers are given in[Pilcher and Rubbia],“Time Schedule,”HUEP-18,ca.July 1971.
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[9] Weinberg,“Unified Theory,”Rev.Mod.Phys.52(1980):518.
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[10] Rubbia,interview,3 October 1980.
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[11] Benvenuti et al.to R.R.Wilson,14 March 1972,AMP.
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[12] Rubbia,interview,3 October 1980.
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[13] Sulak,interview,8 September 1980.
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实验是如何终结的? 首批数据
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从火花室中得出的数据慢慢地进入仪器追踪器(见图4.38和图4.39)。第一个2000亿电子伏的质子束直到1972年3月才成功地穿过国家加速器实验室的管线,[1]并且可用的中微子束直到1972年感恩节前后才给出数据,然后就是在一段时间之后的圣诞节前后。在两次运行之间,能量触发器截获了大约150个需要检查的事件。起初,威斯康辛研究组依靠苏拉克乘坐飞机前来提供的帮助对数据进行评估。然而,很快地,胶片开始陆续抵达哈佛,对于实验的第一部分来说(一直到1973年8月),成为了中性流研究的焦点。
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图4.38 在费米国家加速器实验室操作追踪器,1975年。这张用于E1A的拖车操作图片拍摄于E1A后续实验中,在首次实验结束不久后。然后,大多数设备仍是一样的。来源:Fermilab photograph 75-365-6A
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