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1700969260 根据观察,对于浓缩反中微子束的特定情况而言,无μ介子事件与有μ介子事件的比率为0.05±0.05。这一结果与近期欧洲核子中心进行的观察和温伯格模型的预期情况并不一致。[12]
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1700969265 图4.45 无中性流文章的初稿(1973年11月)。在这一投稿给《物理评论快报》的简报文章中,E1A的校长断言称,在格拉肖-温伯格-萨拉姆理论层面,E1A并未发现中性流存在性的证据。这篇文章并未发表。来源:AMP.
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1700969267 对于新结果的公布方式和公布时间,众人的意见并不一致。曼恩认为小组应该等一等再披露结果。[13]鲁比亚和克莱茵则分别与小组以外的人探讨过研究结果的进展。1973年12月,鲁比亚回到欧洲核子中心时,他和很多人进行了谈话,包括缪塞、拉加里格、鲁塞、延奇克等。[14]到了这时,加尔加梅勒小组自然已经发表了研究结果,认为中性流是存在的。欧洲核子中心的管理部门对此表示出了关切。
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1700969269 延奇克当时担任欧洲核子中心总所长一职,他在加尔加梅勒小组中召开了一次会议,仔细询问小组的实验情况。延奇克担心,研究中心会因为美国科学家即将发表的研究成果而陷入尴尬的舆论状况中。加尔加梅勒小组不会放弃,他们对此仍给予着深切关注。[15]缪塞和维来尔传阅了一份备忘录,建议小组不再将重点放在温伯格理论上,而是加倍努力对相关事件进行研究。备忘录的开头部分是这样的:
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1700969271 亲爱的朋友们:
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1700969273 在上次中性流会议之后,各位可能已经听说了这样的传闻:巴达维亚的研究小组使用略微改进过的装置(安装于1英尺厚铁板后的μ介子计数器)和聚焦喇叭研究(反中微子)运行,发现了宽频带光束的新结果。(μ介子)探测的效率较之前有了提高,研究结果很明显缺少中性流型事件。
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1700969275 在不久的将来,我们将对自己实验的可靠性产生深刻的质疑。
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1700969277 除了这些新的传言,较对sin2θw的精确测量而言,了解中性流事件是否可以通过不重要的背景进行模拟,如中微子感应中子,这一点是更重要的。[16]
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1700969279 在国家加速器实验室,不仅是理查德·伊姆利,连奥贝特、T.Y.林和苏拉克也几乎将所有的时间都用在了穿通现象的研究上。初步结果显示,这一效应较开始预想的要强(因此中性流也更多)。[17]估计值会更高,但不会持续几周。
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1700969281 当非中性流论文初稿完成时,曼恩写信给研究中心小组,通报了结果。[18]曼恩、克莱茵和鲁比亚在上面签了名。但是,在信件寄出前,作者们(曼恩、克莱茵、鲁比亚和里德)与当时的国家加速器实验室负责人罗伯特·威尔逊进行了商谈。威尔逊建议他们等到实验结束再公布结果。[19]因此这封信并未正式寄出,但是鲁比亚将未签字的副本交给了原定的收信人拉加里格,这一副本现在还在拉加里格的论文中。信件被放置在他的办公室中,很明显是一份复件,加尔加梅勒小组的多位成员手上都有信件的复件,或者曾见过这封信件(见图4.46)。
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1700969283 这封惊人的信件的结语内容是修正后的无μ介子荷电流事件比率:
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1700969288 如同0.05±0.05一样,式子从统计学上来说与0很难区分。由穿通现象得以对广角μ介子进行更好的控制,这需要比预期更高的代价。
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1700969293 图4.46 1937年11月13日E1A研究小组给拉加里格的信。这封信并未寄出,但是鲁比亚将未签名的副本交给了拉加里格,之后欧洲核子中心的多名成员都见到了这封信。来源:AMP,参见第311页脚注②。
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1700969295 到了11月初,为了确定穿通现象仅仅进行了最简单的尝试。克莱茵在中性流论文初稿的复件空白处草草写就了一些文字:“伊姆利做一下这个(穿通现象)计算”。(博士后们由他们的前辈那里获得了这样的简单指示。)除了不确定性以外,对穿通现象概率的不同测量方法在最开始获取了不同的结果。几个例子一定能够满足要求。1973年11月末,苏拉克测量了一定的荷电流事件——钢护板下行方向的SC5中出现多个火花——次数的比率(见图4.41)。鉴于其中应该只有一个火花是由μ介子引起的,苏拉克推测其他的火花必定是强子穿透护板时引起的。之后,他计算了SC5中仅出现一次火花的荷电流事件的次数。[20]两个数量的比值近似于可以穿透钢板的强子簇射的百分比。假设这一比值等于无μ介子事件的比值,苏拉克可以大概推论出穿通引起的“虚假的”荷电流事件的次数。这个方法有一个问题,单个火花通常不会明显地出现。另一个问题是两台立体相机给出的结果间具有分歧:x视角给出的穿通比率为15%,而y视角给出的值为30%。
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1700969297 这是苏拉克的另一种论证:荷电流事件与中性流事件的次数可以作为探测器的纵向位置函数进行测量。他发现,随着下行荷电流事件数量增加,而中性流事件的数量出现了减少。按照之前对“真正的”中微子事件的预期,荷电流和中性流事件的总数是恒定的位置函数。但是数据解释是多么难以捉摸啊!对于对中性流存在性进行支持性论证的苏拉克而言,如果强子穿透了钢板,那么中性流事件的减少正是预期的效果,这是因为钢板附近产生的强子的能量比较远的上行方向上产生的能量要多,因此更具能量的粒子才可以更多地穿透防护板。它们被(错误地)认作是荷电流事件。但是,假设同克莱茵和曼恩一样,在这个阶段主要担忧的是广角μ介子的研究角逐,那么你会认为“最安全的”事件是钢板上行方向发生的事件,其中几乎所有的μ介子都无法逃脱探测器的检测。仅仅在这个“确定的”区域内没有发现中性流。你的结论与苏拉克的将会不一致。所以,当他以这样的语句结束备忘录时他想要表达的讽刺含义可能更多:“这就是所有的数据了,结论就留给读者去总结吧!”[21]
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1700969299 这些对苏拉克的阐释的反对意见并不是历史学家捏造出来的。福特和曼恩遵从了这一论证,通过推算钢板上行方向的最后一段,试图避免广角μ介子的出现,从而确定了真正的R值。[22]与此相反,他们无意中选择了从位置上来说最容易造成穿通强子的事件。从当下来看,他们能在11月发现这一数值也就不是什么令人惊讶的事了:
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1700969304 他们得出的R值与计划投稿给《物理评论快报》无μ介子事件论文中的值具有完美的契合度。
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1700969306 伊姆利之前的实验[23]是基于对介子穿透性的测量,1973年12月6日,克莱茵对伊姆利的穿通研究和之后的一项研究进行了概括,在国家加速器实验室面向对这一问题最为关注的科学家们进行了演讲。在演讲中,他讲述了自己和同事们是如何确定了几何效率和穿通现象的不同参数,并将最终结论确定为:R的范围是0.05至0.15之间。这一值小于欧洲核子中心的数据和规范理论的预期值。克莱茵直言不讳地以大屏幕形式展示了最终的透明性,如图4.47所示,并附上了这一段话:
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