走近王淦昌丨王淦昌《无尽的追问》第15节：发现反西格玛负超子
（王淦昌在苏联原子能研究所合影）
发现反西格玛负超子的，不是我一个人，是很多人，我是其中之一。这项工作是在苏联杜布纳联合原子核研究所做的。
第二次世界大战以后，苏联在一个叫杜布纳的地方，建造了当时世界上能量最高的加速器。苏联政府认为，应该让社会主义国家的核科学家们都来用这台加速器，可以早一点取得成果，同时可以培养一批核科学工作者。苏联政府建议成立一个国际性的科学组织--联合原子核研究所。我们中国就成了联合所的成员国。1956年9月，我和李毅同志代表我国到莫斯科参加联合所成立会议。会后我就留在联合所任研究员，后来当副所长。
联合所建造的这台质子同步稳相加速器，能量为10GeV(1GeV=10亿电子伏)。是当时世界上能量最高的加速器。然而联合所的加速器在能量上的优势只能保持几年，能不能在这短短的几年内，抢在欧洲原子核研究中心的加速器建成之前做出成果，获得重大发现?大家把眼睛盯着我，苏联同志也都知道我过去在高能物理方面做过一些工作，所以，虽然那时我不担任什么职务，可以专心搞科学研究，还是感到压力很大。我想必须选择一批有可能突破的研究课题。根据当时面临的一些前沿课题，发挥联合所加速器的能量优势，我提出了两个研究方向:(1)寻找新奇粒子(包括各种超子的反粒子);(2)系统地研究高能核作用下，各种基本粒子的产生规律。
研究方向确定了，选择什么探测器来进行研究是首先要解决的问题。探测器是记录和分析高能粒子产生的现象的仪器。前面我们讲过的云雾室、盖革计数管、乳胶，还有气泡室、电离室等都是探测器。考虑到超子的反粒子是不稳定粒子，寿命很短，从产生到衰变，飞行的距离很短，利用能够显现粒子径迹的探测器来寻找这类粒子比较理想。因此，我们就选择气泡室作为主要探测器，选择丙烷为气泡室的工作液体。丙烷气泡室制造起来技术难度较小，建造周期比较短，另外还有一个有利条件，就是联合所有研制小型丙烷气泡室的经验。我们只有尽快把气泡室建成，才能充分利用联合所的高能加速器，赶在人家前头，做出有突破性的成果来。
我领导的实验小组，开始只有两位苏联青年科研人员和一位技术员。考虑到寻找新粒子的工作量很大，也希望通过实验培养我国核科学实验人才，于是我建议从国内调丁大钊、王祝翔两位年轻同志来，一起工作。他们很高兴，来了也很努力。后来组里又陆续增加了几位同志。这样，王祝翔和一位苏联同事主要负责丙烷气泡室的研制，丁大钊和另外两位苏联同事主要负责实验布局和数据处理等方面的研究。
从1956年12月开始，研究组的人都紧张地做着各项准备工作。我也整天待在实验室，很难到办公室去一趟。除了考虑整个实验工作和总体设计外，我还要经常检查每个组员的工作进展情况。对丁大钊、王祝翔尤其抓得紧，我要求他们把工作做得快一点，多学一点东西 他们的工作都完成得很好。
本着在工作中学习，在学习中收获的精神，我提出来先做一个直径10厘米的小丙烷气泡室，练练兵，摸索一些经验，然后再进行正规设计。1958年9月，各项准备工作已经完成，加速器经过半年的调试，进入了正常的工作状态，实验正式开始.我们选用π介子做“炮弹”，让它与气泡室工作液体中的氢和碳相互作用，然后将实验过程拍摄下来。到1960年春天，我们一共得到近11万对照片，包括几十万个π介子核反应事例。下一步工作是“扫描”，就是从这几十万个反应事例中，把产生反超子的反应找出来。
我根据各种超子的特性，提出了在扫描时选择可能的反超子事例的“标准”，还画出反兰姆达超子(ð)、反西格玛负超子()存在的可能的图像，要求每位组员都要把画像记在脑子里，扫描时格外注意与图像吻合的事例。
这是一件枯燥而又非常辛苦的工作，可是如果发现了一个可能的反超子事例，我们的眼睛一下子就会亮起来，高兴得不得了，一切疲劳都被抛到九霄云外。我们组的科技人员，每天扫描十几个小时，有时夜里在实验室参加加速器运行值班，第二天照常进行扫描。那时候我已经50多岁了，又是近视眼，戴着眼镜用立体扫描仪很不方便，但我还是坚持每天和大家一起扫描。
为了避免差错，每一对照片都经过几个人各自独立扫描，确保准确无误。选出来的符合要求的候选事例，要在显微镜下进行测量，测出各种数据，然后输入计算机进行计算、分析，这样算是完成了实验资料分析的第一阶段的工作，也就是原始数据的积累。下个阶段就是进行物理分析，做出物理说明。
1959年3月9日，我们从扫描得到的4万张照片中发现了一个反超子事例。那天，全组都在紧张地看片子，一位实验员拿来一张底片，说是很像我反复提醒大家注意的那种事例。我拿过片子一看，真是兴奋极了，这是一个反西格玛负超子产生和衰变的事例。我立即让在场的人来看这张片子，大家都兴奋起来，几个人立即进行反复扫描，测量，分析，最后确定这的确是一个十分完整的反西格玛负超子产生和衰变事例。
1959年9月，在基辅召开国际高能物理会议，我在分组讨论会上报告了可能存在的反西格玛负超子事例。1960年3月24日，我们正式把发现反西格玛负超子的论文送给国内的《物理学报》发表。苏联《实验与理论物理》期刊也发表了这项研究成果。我国的《人民日报》和苏联的《真理报》发表消息，报道了这个发现。
1972年，美籍理论物理学家杨振宁回国访问的时候，对周恩来总理说:联合原子核研究所这台加速器上所做的唯一值得称道的工作，就是王淦昌先生及其小组对反西格玛负超子的发现。1982年，我和丁大钊、王祝翔关于反西格玛负超子的工作，获得国家自然科学一等奖。
在气泡室照片扫描的过程中，还有一个小插曲。1959年初，研究组有人在扫描的时候，发现了一个寿命比较长的粒子，它在飞行中有衰变为一个π介子和一个k°介子迹象。经过推算，很难确定这是一种质量大、寿命长的新粒子。但是，这是在加速器上得到的第一个新粒子候选事例，苏联同事非常兴奋，把它命名为“R粒子”，并且决定在基辅国际高能物理会议上发表消息。在苏联同事一再要求下，考虑到中苏友谊，我想了一个折中的办法，即不把文章提交大会，而由我在大会上做补充报告，两种可能性都讲。
那时的国际学术会议有一个惯例，就是提交大会的研究成果，由一个总报告人集中报告。那次大会的总报告人是一位美国科学家，他和我国著名高能物理学家张文裕是老朋友。他报告完了，我做补充发言。他听后非常恼火，脸涨得很红。他对张文裕嚷道:“我要发疯了，你们这么重要的结果，为什么不交给我来报告?”后来，我和张文裕先生反复向他解释，说明这只是一种迹象，是不是新粒子还存在两种可能，这才使事情平息下来。
其实我虽然同意在会上报告，但总放心不下。我对照片仔细扫描过，发现在“R粒子”旁边有几粒气泡。我建议联合所的中国学者进行内部讨论，当时周光召就认为这可能是k+电荷交换的现象。我去参加会议的时候，还安排王祝翔对旁边的气泡进行分析。他做了各种计算，最后他确定那不是什么新粒子，而是k+电荷交换。
科学研究是硬碰硬的事情，如果当时我报告发现了“第一粒子”，那不就落下一个撒谎、吹牛的坏名声?太可怕了!今天我讲这个故事，就是想说明科学研究是严肃的事情，要有充分的证据，来不得半点马虎，也不能急于求成。
节选自王淦昌著作《无尽的追问》
来源：两弹城微信公众号
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