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丁肇中简介
丁肇中(Samuel Chao Chung Ting)1936年出生，美国实验物理学家。汉族，祖籍山东省日照市涛雒。
1936年1月27日生于美国，3个月后随父母回中国。先后在重庆、南京和青岛上小学。1948年随父母去台湾，又在台中读了一年小学。1949年丁肇中先考入台北成功中学，次年入台湾建国中学，接受严格的教育，他的数学、物理和历史学习成绩优秀。1955年建国中学高中部毕业，考入成功大学机械工程系。1956年转到美国密歇根大学，在物理系和数学系学习，1960年获硕士学位，1962年获物理学博士学位。1963年，他获得福特基金会的奖学金，到瑞士日内瓦欧洲核子研究中心(CERN)工作。1964年起在美国哥伦比亚大学工作。1965年成为纽约哥伦比亚大学讲师。1967年起任麻省理工学院物理学系教授。他是美国科学院院士，研究方向是高能实验粒子物理学，包括量子电动力学、电弱统一理论、量子色动力学的研究。他所领导的马克·杰实验组先后在几个国际实验中心工作。
由于丁肇中对物理学的贡献，他在1976年被授予诺贝尔物理奖，并被美国政府授予洛仑兹奖，1988年被意大利政府授予特卡斯佩里科学奖。他是美国国家科学院院士，美国文理科学院院士，苏联科学院外籍院士，中国台北中央研究院院士，巴基斯坦科学院院士。他曾被密歇根大学（1978）、香港中文大学（1987）、意大利波洛格那大学(1988)和哥伦比亚大学(1990)授予名誉博士学位。他是中国上海交通大学和北京师范大学的名誉教授。1977年获美国工程科学学会的埃林金奖章，1988年获意大利陶尔米纳市的金豹优秀奖及意大利布雷西亚市的科学金奖章。
丁肇中热心培养中国高能物理学人才，经常选拔中国青年科学工作者去他所领导的小组工作。他是中国科学技术大学等校的名誉教授，中国科学院高能物理研究所学术委员会委员。
2005年世界物理年活动日前在欧洲启动。他正领导着来自美、法、德、中等14个国家43所一流大学和科研院所的581名物理学家，在日内瓦建造的世界上能量最大的正负电子对撞机上，探索宇宙中的新物质、反物质。
丁肇中的思维与交流方式极其独特，初次与其交流会让人觉得他思维混乱。但仔细听来就会了解到，他的思维并非混乱，而是他想说的事情过于复杂以至于无法用语言合理表示出来。这点是想必听过他讲座的人都深有体会。
丁肇中-学术思想
丁肇中[1]的学术思想的特点是，在科学研究中非常重视实验，他认为，物理学是在实验与理论紧密相互作用的基础上发展起来的，理论进展的基础在于理论能够解释现有的实验事实，并且还能够预言可以由实验证实的新现象。当物理学中一个实验结果与理论预言相矛盾时，就会发生物理学的革命，并且导致新理论的产生。他根据近四分之一世纪以来物理学的历史和他亲身的经验指出，许多重要实验，例如 K介子衰变中电荷共轭宇称与宇称复合对称性(CP)不守恒的发现，J粒子的发现，以及高温超导体的发现，开辟了物理学中新的研究领域，但这些实验发现都是预先在理论上并没有兴趣的情况下作出的。又如高能加速器实验近年来作出的有关粒子物理的基本发现，除W粒子和Z 粒子外，几乎都是在加速器开始建造时未曾预言过的。他强调，没有一个理能够驳斥实验的结果，反之，如果一个理论与实验观察的事实不符合，那么这个理论就不能存在。他重视科学实验的观点，对科学工作者是很有教益的。
丁肇中主要科学成就
1．发现J粒子，获得诺贝尔物理学奖
1965年起，丁肇中领导的实验组在联邦德国汉堡电子同步加速器（束流能量为7.5×109eV）上进行了关于量子电动力学和矢量介子(ρ,ω,φ）的一系列出色的实验工作，其中包括光生矢量介子、矢量介子衰变的研究、矢量为主模型的实验检验、ρ、ω、φ介子光生相位的测量和ρ、ω介子干涉参数的精密测量等，推进了对矢量介子的认识（见介子）。还在实验上证明了量子电动力学的正确性。
1972年夏，丁肇中实验组利用美国布鲁克海文国家实验室的3.3×1010eV质子加速器寻找质量在(1.5～5.5)×109eV之间的长寿命中性粒子。
1974年，他们发现了一个质量约为质子质量3倍（质量为3.1×109eV）的长寿命中性粒子。在公开发表这个发现时，丁肇中把这个新粒子取名为J粒子，“J”和“丁”字形相近，寓意这是中国人发现的粒子。与此同时，美国人B.里希特也发现了这种粒子，并取名为ψ粒子。后来(1975)人们就把这种粒子叫作J/ψ粒子。J/ψ粒子具有奇特的性质，其寿命值比预料值大5000倍；这表明它有新的内部结构，不能用当时已知的3种味的夸克来解释，而需要引进第四种夸克即粲夸克来解释。J/ψ粒子的发现大大推动了粒子物理学的发展。为此丁肇中和里希特共同获得1976年诺贝尔物理奖。
当时，新闻界有一个误会：以为J粒子就是“丁粒子”，是丁肇中以姓氏来命名的。其实，这纯属巧合。丁肇中的本意是，想用这个粒子来纪念他们在探索电磁流性质方面，花了10年时间才获得的这项重要新发现。加之物理文献中习惯用J来表示电磁流，因此，丁肇中便以拉丁字母“J”来命名这个新粒子。
2．丁肇中的研究工作以实验粒子物理、量子电动力学及光与物质相互作用为中心。
到目前为止，他在学术上的主要贡献有：(1)反氘核的发现；(2)25年来进行了一系列检验量子电动力学的实验，表明电子、μ子和τ子是半径小于10－16厘米的点粒子；(3)精确研究矢量介子的实验；(4)研究光生矢量介子，证实了光子与矢量介子的相似性；(5)J粒子的发现；(6)μ子对产生的研究；(7)胶子喷注的发现；(8)胶子物理的系统研究；(9)μ子电荷不对称性的精确测量，首次表明标准电弱模型的正确性；(10)在标准模型框架内，证实了宇宙中只存在三代中微子。
3．热心培养高能物理人才
1981年起，丁肇中组织和领导了一个国际合作组——L3组，准备在欧洲核子中心预计在1988年建成的高能正负电子对撞机LEP上进行高能物理实验，将在质心系能量为1011eV能区中寻找新粒子，特别是电弱理论预言的黑格斯粒子（见黑格斯机制），并研究Z0及其他粒子物理新现象。L3组目前共有包括中国在内的约13个国家近400名物理学家参加。
丁肇中热心培养中国高能物理学人才，经常回国选拔年青科学工作者去他所领导的小组工作；并受聘为中国科学技术大学名誉教授，中国科学院高能物理研究所学术委员会委员。
4．领导“阿拉法磁谱仪”实验探索反物质
1998年6月2日，美东部时间凌晨6时零9分，发现号航天飞机腾空而起，机内载中、美等国共同研制的“阿拉法磁谱仪”进行运行实验，此举揭开了人类第一次到太空寻找反物质和暗物质的序幕。
阿拉法磁谱仪实验是一个大型国际合作科学实验项目，实验由丁肇中教授领导，包括美国、中国、意大利、瑞士、德国、芬兰等国家和地区的37个研究机构的物理学家和工程师参加，仅中国参加的科学家和工程师就不下200人，其目的是寻找太空中的反物质和暗物质。
这次在航天飞机上运行的“阿拉法磁谱仪”传回的数据，从接收到的1%数据判断，它工作正常，并出现了预想的反质子，但由于数量太少，尚无法说已经发现了反物质。阿拉法磁谱仪将随航天飞机于本月12日返回地面。下一次将在2002年再一次进入太空，并在太空逗留3—5年，今年下半年将组建阿拉法太空站，第一批组件将于1998年11月20日首次进入太空。
丁肇中趣闻轶事
1．不放过任一个难题
丁肇中的祖籍是山东省日照市。父亲丁观海、母亲王隽英皆任教于大学。1936年丁观海和已有身孕的妻子王隽英到美国进行学术访问时，王隽英意外早产。这个提前来到人间的婴儿，就是丁肇中。
1948年冬，丁肇中开始接受正规教育。受家庭的影响，他对学习一丝不苟，读书专心致志，遇到疑难问题，便找遍书本，务必得到答案才肯罢休。一次物理老师出了一道思考题，很多同学想了想觉得很难就放弃了，等着老师讲解，丁肇中不是这样，他吃饭想、走路想，别的同学都出去活动了，只有他还对着那道题苦苦思索，一个小时过去了，两上小时过去了……终于想到了解决问题的方法，他马上跑到图书馆查找资料验证自己的方法是否正确，直到确认自己的解题方法没有错误，他才满意而去。课堂上他聚精会神地听课，不论对自己的答案有没有把握，他总是第一个举手回答老师的提问。课后和同学们讨论问题时，往往要辩论到“甚解”才肯罢休。他的课余时间大部分是在图书馆度过的，很少与同学一起打球、看电影。他认为“最浪费不起的是时间”。
由于丁肇中勤奋刻苦，各门功课成绩优良，尤其突出的是数理，这为他实现终身的奋斗目标打下了扎实的基础。
2．决定当实验物理学家
1956年9月，丁肇中依依不舍地告别了父母赴美国学习。开始了在密歇根大学的艰苦学习。
在大学期间，丁肇中能打破书本的局限去理解物理现象。他认为“作为一个科学家，最重要的是不断探寻教科书之外的事物。”
丁肇中经过三年的努力，获得了数学和物理学硕士学位，之后又在密歇根大学物理研究所攻读了两年，提前获得博士学位。他本来想成为一个理论物理学家，但有两件事促使他改变了自己的志向。一件是在研究所中，他虚心向乌伯克·凯斯等学识渊博的名教授请教，他们都非常喜欢这个勤奋的中国学生。乌伦伯克教授告诉他：作一个实验家比理论家有用。另一件是进研究所的第一个夏天，有两位教授正在进行一项暑期实验工作，缺少一名助手，丁肇中应邀参加了实验。从此，他与实验物理结下了不解之缘。
3．关心祖国科学发展
丁肇中虽然入了美国籍，但他深深地知道他的根在中国。为了祖国高能物理的发展，他不辞辛劳，远涉重洋，多次来大陆从事学术交流和参观访问，介绍国际高能物理的发展，努力促进国际物理学界同中国物理学家合作。在他亲自指导和无微不至地关怀下，从事研究的中国科学工作者有的已经在欧美获得了博士学位。他不仅为中国培养了一批实验物理的科研人才，而且还热心为祖国培养实验物理的研究生而努力奔波。现在他受聘出任中国科技大学名誉教授。丁肇中说：“四千年以来中国在人类自然发展史上有过很多重要贡献，今后一定能做出更大的贡献。我希望在自己能工作的时间内，为中国培养更多的人才。”
4．学术思想特点
丁肇中的学术思想的特点是，在科学研究中非常重视实验，他认为，物理学是在实验与理论紧密相互作用的基础上发展起来的，理论进展的基础在于理论能够解释现有的实验事实，并且还能够预言可以由实验证实的新现象。当物理学中一个实验结果与理论预言相矛盾时，就会发生物理学的革命，并且导致新理论的产生。他根据近四分之一世纪以来物理学的历史和他亲身的经验指出，许多重要实验，例如K介子衰变中电荷共轭宇称与宇称复合对称性(CP)不守恒的发现，J粒子的发现，以及高温超导体的发现，开辟了物理学中新的研究领域，但这些实验发现都是预先在理论上并没有兴趣的情况下作出的。又如高能加速器实验近年来作出的有关粒子物理的基本发现，除W粒子和Z粒子外，几乎都是在加速器开始建造时未曾预言过的。他强调，没有一个理能够驳斥实验的结果，反之，如果一个理论与实验观察的事实不符合，那么这个理论就不能存在。他重视科学实验的观点，对科学工作者是很有教益的。
5.丁肇中亲历的几个片段
丁肇中教授是世界著名的实验物理学家。他1936年1月27日生于美国，祖籍中国山东省，中学时代是在台湾度过。1960年丁肇中获硕士学位，1962年获博士学位。1963—1964年在欧洲核研究中心工作，1964 —1967年在美国哥伦比亚大学工作。1967年起任美国麻省理工学院物理系教授，1977年 当选为美国科学院院士。
在1974年，丁肇中与美国科学家里希特各自独立地发现了J/ψ粒子。为此，他们共同获得了1976年诺贝尔物理学奖。在丁肇中所从事科学实验研究工作中，有几个他亲历并引以为自豪的精彩片段。
第一个片段是发生在1966年，丁肇中重做了当时世界上最重要的一个实验，那就是测量电子的半径。丁肇中得到的实验结果与理论物理学家推导出的理论相符合，因为早在1948年，理论物理学家根据量子电动力学的理论，得出电子是没有的体积的结论。但是到了1964年，实验物理学家经过实验得到电子半径为10—13厘米实验结果。随后，多个物理学家同样得到电子半径为10—13厘米实验结果，即得出了实验与理论不相符合的结论。1966年，丁肇中重做这个实验，证明以前那些科学家做的实验结果都错了。后来丁肇中总结这个故事得出的体会是“做实验物理，不要盲从专家的结论”。
第二个片段就是J粒子家族被发现的历史。这个发现，被国际高能物理学界誉为物理发展史上的一个重要里程碑。1970年代初，物理学家们普遍认为，世界上只有三种夸克，用三种夸克的理论就能够解释世界上所有的现象。1974年，丁肇中提出了“寻找新粒子与新物质”的实验方案，可惜未能被多数物理学家们重视。但他执著地求索，终于在实验中发现了新粒子�梹椫柿课?.1 GeV的J粒子，它的寿命是通常粒子的1万倍，并近而发现了J粒子家族。这一实验结果证明了当时三种夸克的理论是错误的。丁肇中体会这段历史总会说：“做基础研究要有信心，你认为是正确的事，就要坚持去做；不要因为多数人的反对而不做，也不要去管其他人怎么看”。
第三个片段是胶子的发现的实验。在物理学中，理论上认为夸克之间的力是胶子传递的。如果胶子是存在的，那么在高能正负电子对撞的实验中就会出现三个喷注的现象。如果胶子不存在，那么在高能正负电子对撞的实验上就不会出现三个喷注的现象，只会有二个喷注现象。在实验中，丁肇中果然发现了三个喷注的现象，这证明了胶子的存在。丁肇中根据这个“故事”告诫年轻科学家们，“做实验物理要对意外的现象有充分的准备”。
第四个片段是在过去20年间丁肇中在西欧核子中心开展的富有成效的国际合作研究工作。这个国际合作组有19个国家的600多个科学家参加工作，其中三分之一来自美国，三分之一来自欧洲，三分之一来自俄罗斯及其他国家。这个国际合作实验组取得了重要的研究进展，并且发表一大批学术论文，有75人获得了博士学位。那么这个国际合作为什么会得到那么多的国家、那么多的科学家的支持呢？丁肇中后来在一次演讲中讲到：国际合作最主要的是选择世界上最重要的、最有兴趣的题目，引起科学家的兴趣。没有兴趣，就没有意义。
第五个片段是在国际空间站上寻找由反物质粒子组成的宇宙（AMS）的实验。这一实验，是经过大量、激烈竞争后在国际空间站上进行的唯一的实验。反物质的存在，是1928年由英国物理学家P.Dirac推测出来的，1933年他因此获得诺贝尔奖。假如宇宙是大爆炸来的，有物质，也有反物质。由反物质组成的宇宙到哪里去了？所有的粒子都有反粒子，有没有由反物质组成的宇宙？丁肇中的AMS实验就是要回答这些问题。如果反物质存在，它会在太空中发射出反氦或反碳等原子核，这些反原子核会穿过太空接近地球，我们应该能够在太空中探测到。因此，这个实验需要到外太空去测量带电粒子，需要用测量磁场的方法来确定它们。这个实验也是一个国际合作研究工作，它由15个国家的科学家共同参与，将在2006年11月用美国128号航天飞机将AMS实验送到国际空间站，实验为期3—5年。丁肇中为这个实验付出了大量的心血，在实验取得不断进展的时候，他曾深有体会地说，对一个做实验物理的人来说，要实现你的目标最重要的是要有好奇心，对自己做的事情要有信心，同时要去努力工作。 丁肇中
1976年诺贝尔物理学奖得主丁肇中在1980年写了一篇自传性的文章《在探索中-一个物理学家的体验》。这篇文章一开头，就引用了叶剑英元帅的《攻关》诗：
攻城不怕坚，攻书莫畏难。
科学有险阻，苦战能过关。
丁肇中说他于1936年1月27日出生在美国，但出生3个月后，父母又把他带回到中国。他说："由于当时中国的境况，我一直是一个难民，不断地从一个地方逃到另一个地方。当然，那时使我不可能得到任何的正规教育。"在他12岁时，随全家迁往台湾，才进中学读书，因而十分珍惜上学的机会。高中时，他特别喜欢理化，刻苦钻研，成绩很好，他的一个同学曾在毕业纪念册上给他这样的赠言："你的理科可以说在班上无敌手，我希望你集中全力向理科进攻，发明几个丁氏定律！"中学毕业后，丁肇中被保送进台湾成功大学机械工程系。1956年他20岁时只身赴美，进密歇根大学，于1962年获得了物理学博士学位。丁肇中选定了实验物理作为他的主攻方向。1972年他领导一个小组在纽约的布鲁克国家实验室进行了一系列实验去寻找新的重粒子。对于实验的艰巨性和复杂性，他曾经这样比喻道： "
在雨季，一个象波士顿这样的城市，一分钟之内也许要降落下千千万万粒雨滴，如果其中的一滴有着不同的颜色，我们就必须找到那滴雨。"
1974年11月12日，在实验室里夜以继日地工作了两年多，全力攻关的丁肇中向全世界宣布，他的小组发现了一种未曾预料过的新的基本粒子-J粒子。这种粒子有两个奇怪的性质：质量重，寿命长，因而它一定来自第四夸克，这推翻了过去认为世界只由三种夸克组的理论，为人类认识微观世界开辟了一个新的境界，被称为是"物理学的十一月革命"。
1977年秋，丁肇中访华期间向邓小平建议中国科学院派遣物理学家参加他的实验小组工作。自1978年1月他迎接第一个中国物理学家小组迄今十年来，已有上百人去到他的身边。他说："与中国的合作令人满意。"他还说："
这几年，中国科研人员的素质有了很大改善从领导到一般科技人员，都大大年轻化了。科学，尤其是自然科学的重要发现都靠年轻人。象牛顿、法拉第、李政道、杨振宁，他们的重要发现都是在年轻的时候。因此，我对科学院年轻的科技人员抱有很大的希望。"
6. 树高千丈，落叶归根
科学是没有国界的，而科学家总属于他自己的祖国。”2005年6月18日，蜚声中外的物理学大师丁肇中携妻将子回到故乡山东日照寻根祭祖，实现了一个海外游子多年的夙愿。
在故乡涛雒镇南门里，面对上千名久久迎候的父老乡亲，丁肇中难以掩饰激动的心情。种德堂西厢房是丁肇中父亲丁观海和母亲王隽英曾经住过的屋子，参观完西厢房，大家邀请丁肇中题字留念，丁肇中请妻子苏姗先题。
苏姗会意一笑，这位金发碧眼的美国女士坐到古色古香的八仙桌前，在白纸上用英文深情写道：“今天对丁氏家族来说，是一个特殊的日子：树高千尺，叶落归根。苏姗。2005年6月18日。”丁肇中从夫人手里接过笔，让儿子克里斯托弗签上自己的名字，最后，在题字下面，又一笔一划地签上了自己的名字：丁肇中。
丁氏家族是日照的名门望族，祖上屡出进士、举人，书香浓郁。丁肇中的祖父丁履巽肄业于上海复旦大学，父亲丁观海早年就读于山东大学，是一位土木工程学家。抗战初期，幼小的丁肇中曾在故乡度过无邪的童年。
跟随父亲回乡的克里斯托弗·丁是丁肇中惟一的儿子，这位19岁、身材高大的小伙子正在父亲母校——美国密歇根大学念二年级。爷爷丁观海专为心爱的孙子起了一个中文名字：丁明童。老人还为丁肇中的另外两个孩子分别起了中文名字，叫丁明美、丁明隽。
丁明童对父辈家乡的一切充满了好奇。每到一处，丁肇中都不厌其烦地用英语向儿子解说。他告诉儿子：“美国人喜欢去欧洲，那是去找他们的祖先；而你来中国，也是找自己的祖先。”在丁肇中心里，他是多么渴望儿子和他一样了解和热爱自己的故国家乡！
伫立在祖父丁履巽的墓前，丁肇中表情沉重的脸上有了一丝宽慰。回忆1985年，少小离家的丁肇中首次回到阔别40多年的家乡探亲。2002年6月14日，丁肇中在第二次回乡祭扫祖墓后说：“真应该带儿子回来，让他看看，让他知道他的根在这里。”如今，鬓毛已衰的丁肇中终于带着儿子回来了。整理一下花圈上的挽联，丁肇中牵着夫人苏姗的手，凝视着儿子，缓缓地用英语说：“Your root is here.（你的根在这儿。）”黑色的墓碑上镌刻着丁肇中亲拟的碑文：怀念我的祖父，一位鼓励家人为世界做贡献的人。
短暂的故乡之旅即将结束时，丁明童感慨地说：“这一次我回到了父亲和爷爷的家乡，参观了故居，了解了几代人在这儿生活的情景，这将是我一生中最难忘的经历。”
补充：有关丁氏兄妹几个的名字的轶事
主持人：我看到一些材料介绍说您兄弟三个，您是丁肇中，您的二弟弟叫丁肇华，三弟弟叫丁肇民？
那您的弟弟应该叫丁肇族了。
丁肇中：不，我妹妹，叫丁肇国。 连起来叫中华民国。
主持人一脸“尴尬”。接着问；
主持人：您父母给你们起名字时为什么会这么深地刻上了中国的烙印？
丁肇中：因为我母亲的父亲很早参加革命，参加孙中山领导的同盟会。在山东诸城，外祖父把全家的东西都卖了参加起义。后来因革命被砍了头。我母亲小的时候，那个时候中国社会还比较封建，认为一个女人带着一个小女孩，应该在家里种田。但我外祖母说我只有这么一个女儿，应该让她受教育，所以就离开了家乡，让我的母亲受教育得到培养。我母亲后来为了纪念她的父亲，就给我们起名叫丁肇中、丁肇华、丁肇民，可惜只有三个孩子。
J/ψ粒子被发现的介绍
1976年诺贝尔物理学奖授予美国加利福尼亚州斯坦福直线加速器中心的里克特（Burton Richter，1931—）和美国马萨诸塞州坎伯利基麻省理工学院的丁肇中（SamuelC.C.Ting，1936—），以表彰他们在发现一种新型的重的基本粒子中所作的先驱性工作。
粒子物理学的发端可以从1932年正电子的发现说起，到了50年代，陆续发现了反质子、π介子、反Λ粒子等等三十多种新粒子，其中稳定的有七种。寿命大多长于10-16秒。后来又发现了许多寿命更短的粒子，这些粒子也叫做强子共振态，是通过强相互作用衰变的。盖尔曼的夸克模型理论，解释了这些强子共振态，其预言的Ω-粒子又被实验证实。这时粒子物理学似乎已经达到了顶峰，没有什么事情可做了。然而，正是在这一短暂的沉静时期，1974年同时有两个实验小组，宣布发现了一种寿命特别长，质量特别大的粒子。
这项发现的宣布，打破了沉闷的空气，使物理学家大为惊讶，推动粒子物理学迈向新的台阶。这项新的发现就是由里克特领导的SLAC－LBL合作组所发现的ψ粒子和由丁肇中领导的MIT小组所发现的J粒子。人们统称之为J/ψ粒子。
SLAC是斯坦福直线加速器中心的简称，LBL是劳伦斯伯克利实验室的简称。两家共同组成一个合作组，为SLAC正负电子对撞机（SPEAR）配制了一台取名为MarkI的磁探测器，目的是探测4GeV的正负电子束对撞后生成的新粒子，探测范围可从2.4GeV直到4.8GeV。这是当时能量最高的电子对撞机。
1974年初，里克特小组发现在3.2GeV处截面比①反常，比邻近约高30％，当时并未引起注意。同年10月，又发现在3.1GeV处有一反常。后来还陆续有高出3～5倍的截面。这促使他们下决心把机器调回到3.1GeV附近进行精确测量，11月9日终于取得了在3.1GeV处存在狭共振的确切证据，并命名为ψ粒子。接着，又在3.7GeV处发现了ψ粒子的姐妹态，ψ＇粒子。
里克特1931年3月22日出生于纽约。1948年进入麻省理工学院，大三时曾参加正电子素实验，开始接触到电子-正电子系统。大学的毕业论文题为“氢的二次塞曼效应”，成绩优异。研究生期间，里克特测量了水银同位素位移及其超精细结构。他在工作中要用到回旋加速器，让短寿命的Hg197同位素和氚核束轰击金。因此更加激发了对核物理和粒子物理以及所使用的加速器的兴趣。他的博士论文题目是“由氢光生π介子”。然后他在斯坦福高能物理实验室找到工作。他在这里和同事们合作，建造了一台碰撞束机器，并于1965年开始实验，结果使量子电动力学的适用性延展至小于10-11cm。
在这之前，里克特就在考虑高能电子-正电子碰撞束机器能用来做些什么。他特别想研究强相互作用粒子的结构。1963年里克特来到SLAC，在SLAC主任潘诺夫斯基的鼓励下，里克特组织了一个小组制定高能电子-正电子机器的最后设计。1964年完成了初步设计，1965年向美国原子能委员会提交了一份经费申请报告，当然这只是申请经费的漫长过程的第一步，以后还为之作过多次奋斗，直到1970年才得到经费。在这期间，他和小组成员又做了其它实验，设计并制造了大型磁谱仪的整套装置的一部分，并利用它进行了一系列π介子和K介子的光生实验。里克特为了以后制作存储环作准备，下了很大力气以求保住已经成立的小组。有了经费之后，工程立即上马，着手制作大型磁探测器。1973年开始做实验，终于得到了满意的成果。
如果说里克特和他的小组是以他们的执著追求精神取得了引人注目的成绩，那么，丁肇中和他的小组更是以其严谨踏实、一丝不苟的作风得到了科学上的回报。
丁肇中是华裔美籍科学家，1936年1月27日出生于美国密执安州安亚柏市，父亲丁观海是工程学教授，母亲王隽英是心理学教授，他们在访美期间，生下了丁肇中，于是丁肇中从小就成了美国公民。出生后两个月，与母亲一起回到中国。由于战争的原因，直到十二岁才受到传统的教育。1956年丁肇中得奖学金入美国密执安大学，三年后获得了数学和物理学位，1962年获得物理博士学位。关于丁肇中的经历，请读他的自述：
“当我20岁时，我决定到美国去接受较好的教育，我父母的朋友、密执安大学工程学院的院长G.G.布朗，告诉我父母他很欢迎我去那儿，并到他家住宿。当时我只懂一点儿英语，而且对在美国的生活费用毫不了解，在中国，我通过看书了解到美国许多学生是通过自己劳动挣钱进入大学的，于是，我对父母说我也要这么做。1956年9月6日，我到达了美国底特律机场，身边带了100美元，当时好像已很富裕了。我感到有些害怕，因我不认识任何人，而且通信也很困难。”
“由于我是靠得奖学金入学的，故我不得不努力学习以继续取得奖学金。我在三年内使自己在密执安大学获得了数学和物理学位，在1962年，在琼斯和泊尔博士指导下获得物理学博士学位。”
“我作为一个福特基金会的研究员到了欧洲核子研究中心（CERN）。在那儿我很荣幸能跟柯可尼教授一起搞质子同步加速器，从他那儿学到许多物理知识。他能以简单的方法对待一个复杂的问题，做实验相当仔细，这些都给我留下了深刻的印象。”
“1965年春天，我回到美国，在哥伦比亚大学任教。在那些年月里，哥伦比亚大学的物理系是一个很有刺激性的地方，我有机会观察到如：莱德曼、李政道、拉比、施瓦茨、斯坦博格、吴健雄以及其他教授的工作。他们在物理学上都具有各自的风格和相当突出的鉴别力。我在哥伦比亚短暂的几年，收益很大。”
“在我到达哥伦比亚大学的第二年，在坎伯利基电子加速器上进行一项由光子同核靶碰撞产生电子正电子对的实验。看来好像有点违反量子电动力学。于是我仔细地研究了该项实验，决定重做一次。我与搞西德电子同步加速器的韦伯教授和杰茨凯商量是否可在汉堡进行正负电子对产生的实验。他们都很热情地鼓励我马上就开始实验，1966年3月，我离开了哥伦比亚大学到汉堡去进行这个实验。自那时起，我以全部精力投入到电子对及μ介子对物理、研究量子电动力学和类光粒子的产生和衰变、寻找能衰变成电子对或μ介子对的新粒子。这类实验的特点是需要高强度入射通量，需要绝对排除大量不需要的背景条件，同时又需要质量分辨率高的探测器。”
“为了寻找较大质量的新粒子，我于1972年带了实验小组回到了美国，在布鲁克海文国立实验室进行实验。1974年秋，我们发现了一种新的、完全出乎意料的重粒子——J粒子的证据。自那以后，找到了整族新粒子。”
关于电子-正电子实验的缘起，丁肇中在领诺贝尔奖的演说词中作了如下说明：
“1957年夏天，我是纽约暑期班的学生，偶然得到了赫兹堡的经典著作《原子光谱和原子结构》（1937年），从书中我第一次了解到光量子的概念和它在原子物理学中的作用，大学毕业前夕，我收到父亲送给我的圣诞礼物：阿希耶泽和贝律茨基合著的《量子电动力学》（1957年）一书的英译本。在密执安大学学习期间，我仔细读了这本书，并自己推导了书中的某些公式，后来我在哥伦比亚大学任教的年代，很有兴趣地读了特雷尔1958年的一篇论文。他指出用高能电子加速器在短距离上对量子电动力学（QED）所做的各种检验的含义。对于怎样把某一类费因曼图从3μ介子的μ介子产生中分离出来，我同布洛茨基合作进行了理论计算。”
为此丁肇中和布洛茨基联名于1966年发表了一篇论文。
1965年10月，丁肇中受德国汉堡德意志电子同步加速器研究中心（DESY）主任詹希克的邀请，做了e+e-对产生的第一个实验。他和他的小组使用的探测器具有如下特性：
1.能利用负载循环2％～3％的10-11/s的入射光子流；
2.接受度很大，不被磁铁的边缘或屏蔽物所限制，仅受闪烁计数器决定；
3.所有的计数器并不直接面对靶体；
4.为了排除强子对，切连科夫计数器为磁铁所分隔，使π介子与第一对计数器中的气体辐射源相互作用而放出的电子被磁铁排除，不进入第二对计数器。从第二对计数器放出的低能电子则被簇射计数器排除。
这个实验的结果表示出量子电动力学正确地描述了粒子对产生过程直到10-14cm。然后，丁肇中小组转动谱仪的磁铁，使最大的粒子对质量接受区的中心在750MeV附近，他们观察到e+e-对的数量有很大的上升，明显地破坏QED。这种对QED的偏离，事实上是由强作用对e+e-产生的贡献增加而引起的。这时入射的光子产生重的类光粒子ρ介子，它再衰变为e+e-。它的衰变几率为α2的量级，为了证明情况确实是这样，他们做了另外一个实验，增加e+e-的张角，发现与QED的偏离更大。这是可以预计到的，因为当增加e+e-的张角时，QED过程比强作用过程减少得更快。
约为5MeV，因此丁肇中小组研制了一个质量分辨率约为5MeV的探测器。
丁肇中小组的成员们面对的是极其单调的测量工作，可是这不是一般的测量，请继续听丁肇中教授的回忆：
“在有些测量中，事件率低，特别在研究大于ρ和ω介子质量范围的e+e-质谱的实验里，当加速器全负载时，e+e-对的产额约为每天一个事件。这就是说，整个实验室大约有半年光景一直专门只做这个实验，每天一个事件的事件率还意味着，往往2、3天没有事件，而在另外的日子里我们却得到2、3个事件。正是在这个实验的过程中，我们形成了每30分钟把全部电压检查一遍和每24小时通过测量QED产额来校准一次谱仪的传统。为了确保探测器工作稳定，我们还建立了物理学家跟班的惯例，甚至当加速器关机维修时也跟班，我们还从不切断电源。这样做的最终效果是，我们的计数室多年来有着与实验室的其它部分不同的基础体制。”
“我们经过多年的工作后，学会了怎样操纵具有负载循环2％～3％，每秒约1011γ的高强度粒子束。同时采用具有大的质量接受度和好的质量分辨率△M≈5MeV的探测器，它能以>>108的倍数将ππ从e+e-中辨别出来。”
“我们现在可以提出一个简单的问题：有多少重光子存在？它们的性质怎样？对我来说，不能想像只有三种重光子，而且它们的质量都是1GeV左右，为了解答这些问题，我同小组成员反复讨论了怎样进行实验。最后我决定1971年在布洛克海文国立实验室的30GeV质子加速器上首先做一个大型实验，把探测质量提高到5GeV，探测重光子的e+e-衰变来寻找更多的重光子。”
在诺贝尔奖演说词中，丁肇中这样形容准备阶段的工作：
“在建造我们的谱仪过程，及整个实验过程中，我受到很多的批评。问题在于为了达到良好的分辨率，必须要造一个非常昂贵的谱仪。一位有名望的物理学家批评说：这种谱仪只适用于寻找窄共振——但并不存在窄共振。尽管这样，我还是决定按我们原来的设计创造，因为我一般不太相信理论论证。”
“1974年4月我们完成了实验的布置工作，并开始引入强大的质子束流到实验区。我们立刻发现，我们计数室里的辐射强度达每小时0.2伦琴。这就是说，我们的物理学家24小时内将要受到最大允许的辐射年剂量。我们花了二、三个星期艰苦地寻找原因，大家为能否继续进行这项实验而担忧。”
“一天，自1966年以来一直同我共事的贝克尔博士带着盖革计数器在踱步时，突然发现，辐射的大部分来自屏蔽区的一个特定的地方。经过仔细研究后，发现即使我们已经用了10000吨混凝土屏蔽块，但最重要的区域——束流制动器的顶部——却仍然根本没有被屏蔽！经此纠正之后，辐射强度降到了一个安全值，这样我们就可以进行实验了。
“从4月到8月，我们做了例行的调节工作，探测器工作性能符合设计要求。我们能够利用每秒1012个质子，小型电子对谱仪也工作正常，这使我们能用纯电子束来校正探测器。”
经过严格认真的反复核对，奇迹终于出现了。丁肇中回忆说：
“1974年初夏，我们在4Gev～5GeV的大质量区域里测定了一些数据。然而，对这些数据所做的分析表明，只存在极少的电子-正电子对。”
“在8月底，我们调整了磁铁使它能接受2.5GeV～4GeV的有效质量。我们立即看到了干净的、真正的电子对。”
“最令人惊奇的是，大部分e+e-对在3.1GeV处形成一个狭峰。更详细的分析表明，它的宽度小于5MeV。”
经过多方核对后，丁肇中小组确认他们发现了一个当时质量最大的新粒子。后来得知，里克特小组也发现了这一粒子。他们的实验各有特点。里克特小组是让e+e-对湮没以形成矢量介子，是一种形成实验，而丁肇中小组是利用质子束轰击铍靶，产生矢量介子，然后测量矢量介子的衰变产物，则是一种产生实验。里克特小组和丁肇中小组用不同的设备、经不同的反应过程几乎同时地发现了同一粒子，使物理学界大为惊喜。他们的发现把高能物理学带到了新的境界，因此，两年后里克特和丁肇中就分获诺贝尔物理学奖。
J/ψ粒子 J/psi particle 由魅夸克和反魅夸克组成的一类介子。其质量为3.1 GeV/c2
2003年7月30日，中国科学院高能物理研究所在新闻通报会上宣布，北京谱仪国际合作组最近发现了一个新粒子。北京谱仪合作组是由高能物理研究所和国内17所大学和研究机构及美国、日本、韩国和英国的物理学家和研究生组成的。
这个新粒子是该合作组通过分析5800万J／ψ粒子衰变的事例数据，在分析粲粒子辐射衰变到正反质子的过程中发现的。这项研究成果的论文已在世界最具权威和最有影响的期刊《物理学评论快报》(2003年7月)上发表。
这次发现新粒子的消息顿时引起了各方的广泛关注。人们都很想知道这是一种什么样的粒子？这一新发现有何物理意义？这是不是又是一个突破性的成就？要想回答这些问题，就需要了解一些粒子物理学的有关知识。
人们最初是按粒子的质量大小将它们分为三类，并给每类一个统称。质量大的叫做重子，例如质子和中子；质量小的叫做轻子，例如电子和几乎无质量的中微子；大小介于两者之间的叫做介子，例如π介子。后来根据重子和介子都受强力支配的这一性质，把它们统称为强子。早期有些物理学家猜测介子由质子和反质子束缚态组成，但被后来夸克模型代替。1964年盖尔曼等人提出了关于强子结构的夸克模型。在夸克模型中，重子由三个夸克组成，而介子则由正反两个夸克组成。在初期提出的夸克模型中，只有u、d、s三种夸克。1974年，J／ψ粒子被丁肇中教授和里克特教授各自独立发现后，三种夸克的理论无法解释这种长寿命的介子，因此引入第四种夸克，即粲夸克c，而J／ψ粒子是由一个粲夸克(c)和一个反粲夸克组成的。这以后又引入了第五种夸克底夸克b和第六种夸克顶夸克t。到1995年为止，理论上预言的6种夸克都被实验发现了。
J／ψ粒子在正负电子对撞中产额很高，J／ψ粒子的衰变是研究强子谱和寻找新粒子的理想途径。北京谱仪获取的5800万J／ψ粒子事例比国际上其他同类实验数据约高一个量级，为物理分析创造了良好的基础。这个新粒子的寿命非常短，因此也被称为共振态。所谓共振态，是一种不稳定的强子，它带有强子的诸如自旋、宇称、同位旋等各种量子数。共振态粒子一般都是通过强力衰变，因而寿命很短，大约10-20—10-24秒。根据量子力学能量和时间的不确定原理，不稳定粒子没有确定的质量，其不确定程度称为宽度(9)，与粒子的寿命(τ)成反比(9＝η／τ)。共振态粒子的宽度可以高达几百M eV，因而说新发现的粒子宽度很窄。尽管这个新发现的共振态的质量略小于质子与反质子的质量之和，正是由于共振态粒子的质量有一定的宽度，使得这个共振态仍有少量粒子的质量大于质子与反质子的质量之和，而衰变成质子与反质子。粒子物理实验研究在若干粒子的衰变中已观察到类似的现象。这次新发现的消息刚刚传出，欧洲核子研究中心著名的理论物理学家埃利斯(J.Ellis)就在一篇论国际最新进展的文章中评价说：“这一发现和世界上其他新的实验结果是令人惊异的，对发展强相互作用理论有着重要意义。”诺贝尔物理学奖获得者李政道教授也致信高能所表示祝贺，信中评价说：“这是一个十分重要的成果，也是物理学上很有意义的工作。”
寻找多夸克态一直是国际高能物理实验的重要目标。在实验上早期发现的数百个介子共振态和重子共振态中，都没有多夸克态的确凿证据。最近，国际上有几个实验组在进行这方面的探索，取得了显著进展。而北京正负电子对撞机上的实验，新发现的粒子由于特有的性质，尤其是很窄的宽度而很难归结为通常的夸克—反夸克结合态，因而被推测为可能是一种多夸克态。有些物理学家认为，所发现的共振态粒子可能是重子反重子束缚态(多夸克态的一种)。
广泛和密切的国际合作是高能物理研究基本特点。北京正负电子对撞机从设计之日起，就一直得到国际高能物理界，特别是李政道教授的大力支持。二十多年来，中国科学院和美国能源部每年都举行会谈，重点讨论双方在北京正负电子对撞机和北京谱仪的合作。国家自然科学基金委员会对北京谱仪的研究工作也一直给予大力支持。北京正负电子对撞机和北京谱仪在1999年初完成了升级改造后，整体综合性能大幅度提高，每天获取的数据量是改造前的3—4倍，数据的质量良好。北京谱仪国际合作组对这些数据进行了深入细致的分析和研究，此次发现新粒子是这批数据的重大物理成果之一。
北京正负电子对撞机和北京谱仪运行在20亿—50亿电子伏特的能量区域，尽管在世界上这个能量不是很高，但属于国际高能物理实验研究两大前沿之一的精确测量前沿，具有重大的物理意义，不断出现新的重大成果，成为国际高能物理研究的一个新热点，竞争十分激烈。国家有关部门已经批准对北京正负电子对撞机和北京谱仪进行重大改造，预期加速器提供的数据量将提高两个数量级，探测器的性能也将大幅度提高。这个重大改造完成后，北京正负电子对撞机将能继续保持在粲夸克物理和强子谱等研究领域的国际领先地位。
新的发现，也是新的挑战。高能所的科学家表示：目前我们的研究结果只是确定了这个新粒子的存在，要最终明确这个新粒子的基本性质和物理意义，还要北京谱仪合作组的中外科学家进一步做大量的深入细致的数据分析工作，更需要与国内外的理论物理学家密切配合，认真研究，也可能需要更大量的数据才能最终回答这些问题。
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令人无奈又着迷的未知新粒子
中美科学家日前在北京正负电子对撞机上首次发现一个新粒子。中科院高能所负责人说，各种分析研究已经确认这是一个新的粒子，而且可能是几十年前由科学家费米和杨振宁预言的多夸克态粒子。目前，中外物理学家正对这个新粒子的性质和衰变特性从理论和实验上做更深入的研究和讨论。
北京时间7月1日消息，粒子物理标准模型中一种最难以琢磨的粒子再次逃脱了人们的视线，这或者说明希格斯粒子(Higgsboson)受到了压制，或者证明这种粒子根本不存在。这对于理解为何我们身处的宇宙有团聚物是非常关键的一步，但是世界最权威的美国国家加速器实验室(Fermilab)的最新预测表明至少在未来的六年内这项研究难有结果。
北京时间7月3日消息，日本的物理学家已经发现了一种新的次原子粒子，它由5夸克组成而非通常情况下的2或3夸克。理论学家原先推测物质可能会由4个或者更多的夸克来组成，但是过去30多年所进行的实验表明很难印证这种推测。这项发现将刊登在7月4日发行的物理评论集中，势必将在粒子物理研究领域引发轰动效应，也会有助于加深人们对于早期宇宙的理解。
两朵迷人的“乌云”
现年69岁的丁肇中因发现构成物质的第四种基本粒子——J粒子，获得1976年诺贝尔物理学奖。颁奖仪式上，丁肇中用一口流利中文慷慨致词，这也是诺贝尔奖设立76年来，首次用汉语发表的获奖演说。这一刻，成为全球华人的骄傲。
海内外炎黄子孙不会忘记，2003年10月16日凌晨，中国第一艘载人飞船在太空航行21小时后顺利着陆。“我在中国长大，所以今天对我来说是美妙的一天。”当天下午，丁肇中在北京人民大会堂应邀做学术报告时说。
“中国发射载人飞船并成功回收，说明中国能够做到她所愿意做的任何事情。我向中国航天事业取得的杰出成就表示祝贺！”这一充满感情的开场白赢得了在场500多名中外科学家的热烈掌声。
自世界第一架飞机试飞成功以来，人类探索宇宙的历史至今已走过102年。10年前，一个雄心勃勃的计划酝酿而成：把磁谱仪放入太空进行粒子物理研究！提出这一设想的，丁肇中是开天辟地第一人。在他的领导下，美中等国共同研制出一个重达3吨的粒子探测器——阿尔法磁谱仪—01号（AMS－01），1998年6月2日搭乘美国“发现号”航天飞机，一声轰鸣升入太空，完成了十天运行。
科学探索的步伐不会停止。紧接着，丁肇中以统帅三军的大丈夫气魄，带领全球500名科学家、1000多名工程技术人员，紧锣密鼓着手AMS－01的改进工作，将它的主体——永磁铁更换为超导磁铁，改进后的仪器为AMS－02，计划2007年由美国航天飞机送入太空，安装到离地球4200多公里高空的国际空间站运行3至5年，以寻找宇宙中的反物质和暗物质。
浩瀚无边的宇宙是否存在这些物质？大爆炸学说认为，宇宙由大约150亿年前的一次大爆炸产生。随后，宇宙不断地膨胀和冷却，造就了人类居住的地球。根据粒子物理论，大爆炸应该产生相同数量的物质及反物质。物质组成了我们的世界，那么反物质在哪里？天文学家把宇宙中用光学方法看不到的物质称为暗物质，暗物质在宇宙中约占90%，究竟以何种形式存在？
这两大物理学难题恰似两朵迷人“乌云”，萦绕在丁肇中的脑海里，激发他的好奇心：反物质和暗物质只存在于理论，能否用实验证明？由于物质和反物质两者在大气中碰到一起会互相湮灭，因此，在地面上探测反物质是不可能的，途径只有一条，就是到太空进行实验。
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