上星期日，CERN的质子 - 反质子对撞机产生了迄今世界最高能量的相互作用，旨在寻找最初曾在宇宙线中观测到的某些奇异效应。此项工作应当继续下去。

上星期日凌晨一时，在欧洲核子研究中心（CERN）质子 - 反质子对撞机UA5探测器上工作的欢欣鼓舞的实验工作者们记录到第一批质心能量达900 GeV的事件，这是地球上受控条件下最高能量的物质与物质（或反物质）碰撞。今后几周的目标将是分析这些碰撞中是否显示极高能量的“半人马”（半人半马样的）事件的迹象，这种事件是日本和巴西物理学家1972年在安第斯山脉内进行的宇宙线实验中首次观测到的，其特点是极少或全无光子产生。半人马事件未得到解释，大多数实验粒子物理学家都对其抱怀疑态度，不过要是它们真存在的话——仔细研究过数据的人说它们的确存在——将预示着理论的重大改动。

因此，CERN根据UA5小组领导人剑桥开文迪许实验室的约翰 · 拉什布鲁克（John Rushbrooke）的想法做出了这项短暂的冒险计划，这需要复杂地改变偏转磁铁电流和加速器共振腔，使得对推粒子束（短时间地）各达450 GeV。这种能量每次只能保持四秒钟，因为维持450 GeV粒子束流偏转的电流会引起磁铁过热。所以粒子束要减速到100 GeV，几秒钟后待磁铁充分冷却下来，再提升到450 GeV。这无疑是加速器工程的一项惊人杰作，竟把原来恒定的630 GeV对撞机最大质心能量提高了将近一半。

这项实验肯定要冒风险，所以CERN就当作冒险计划处理，把UA5安排在供电年度末尾。根据合同，法国电业局在这期间可以每次中断向CERN供电一天，而且经常这样做。UA5应当工作到复活节完全停车，在这之前只有五段这样的“非常时期”。CERN人员把这段时间内的实验称为“碎拼运行”，然而拉什布鲁克星期一说，他仍然希望UA5能收集约100，000个事件。

这应当足以判定半人马事件的真实性——只要它发生于900 GeV或以下。UA5已经搜寻过630 GeV，但是未找到这种事件的迹象。在安第斯山脉的查塔尔卡亚山上进行的宇宙线实验中记录到的最高能量事件中竟有百分之一左右是缺光子的半人马事件（这些事件在查塔尔卡亚的探测器上半部和下半部的外观差别反常，因而得“半人马”之名）。

然而，五个查塔尔卡亚半人马事件似乎都具有1500 ~ 2000 GeV的等效质心碰撞能量，因此不能肯定、CERN碰撞机虽然在900 GeV的提升能量下工作，是否达到了半人马效应的阈能（如果这种事件确实存在，其阈能可能在630 ~ 1500 GeV之间）。

在此时刻，CERN的竞争对手——芝加哥附近的费米国家加速器实验室的垓电子伏加速器（Tevatron）对撞机——登场了。今年七、八月间，这台超导Tevatron加速器就将获得第一次试验性质子与反质子束，哈佛大学的罗伊 · 施维特斯（Roy Schwitters）及其同事们设计的探测器将开始获得质心能量达到800 ~ 1600 GeV的数据。施维特斯上周说，这么早在Tevatron上获得数据，“是一次试车”和“一项急功近利的目标”（第一批正式数据要到1986年春天以后才可望得到）。“假如我们能看到碰撞的话，我们将会高兴得发狂”。然而这里的机会在于，如果CERN这次未能发现半人马事件，费米实验室有可能在今年夏天，或者最迟在明年年底之前，在更高的能量下发现它们。

UA5称得起是一项值得进行的冒险，这不仅仅为了保持CERN的威望（当然威望也是一个不4%视的因素，它关系着一个实验室的活力）。UA5是一种独特的探测器，拥有世界最大的“流光室”。流光室把粒子径迹显现为火花流光，而不像气泡室那样显现为一串气泡，在多径迹事件中，它比其他类型探测器，包括费米实验室正在建造中的探测器，具有更高的分辨能力。

如果像宇宙线实验所表明的那样，在极高能量下，径迹的结构和多重性发生某种奇异的全面变化，那么用UA5探测它们真是适当其位。CERN甚至可能认真考虑过，如果这次运行未能发现半人马事件，将通过改进偏转磁铁的冷却（虽然投资可能很大），在1986年3月的下一次“碎拼运行”期间，再进一步提高能量。费米实验室也可能成功地引进流光室，使Tevatron对撞机设备臻于完善。

然而，我们也不应当忽视宇宙线的观测结果，以及这个领域内是否可以做更多工作的问题。显然，这里的物理学像是在四十年代，而不像是在八十年代，因为这种事件稀少而不可控制，不像调谐的商能加速器粒子束能够产生数十亿计的屯件。但是它们可以具有几乎无限制的能量，因而仍能像半人马事件那样产生新的物理现象。

UA5研究组的一名成员，斯德哥尔摩大学的纳伦德拉 · 亚姆达格尼（Narendra Yamdagni）曾与在半人马事件研究中作出贡献的日本物理学家们共事五年，他对这些证据具有深刻印象。这些证据不仅显示半人马事件，而且还显示其他的极高能现象，例如“双目”（binocular）事件，这种大气上层的宇宙线碰撞现象产生两个（或更多）清晰的产物喷注；还有最近观测到的所谓“手形”（Chiron）事件，这种事件表现为每个喷注内径迹的细微束集现象。亚姆达格尼说，在帕米尔山工作的莫斯科研究小组也观测到一个半人马事件，而且比在查塔尔卡亚山观测到的“更壮观”。

亚姆达格尼现在离开宇宙线研究，转到CERN的UA5和大型电子对撞机（LEP）上工作，但是他极力主张加强宇宙线研究，他提出或许可以利用普通大型喷气客机运载一吨重的宇宙线实验装置。亚姆达格尼说：“它们的载重量是50 ~ 70吨，应当可以容纳一吨的实验装置。”

亚姆达格尼指出，同温层内的宇宙线强度是查塔尔卡亚山上内大气层的四十倍。因而一吨重的实验可以安装的设备（如正比室）能够使实验结果比目前更加明确可靠，更可以为持怀疑态度的粒子物理学家们接受。日本航空公司已经在免费运行早稻田大学研究小组为寻找半人马事件设计的20厘米见方的探测器。或许他们应当再慷慨125倍，把探测器的尺寸扩大到一米。

[Nature，1985年3月21日]