簡介

這一實驗主要是為了探索CP破壞。BaBar實驗在SLAC 國家加速器實驗室進行,這個實驗室是美國能源部下交給斯坦福大學在加利福尼亞州運行。

CP破壞

CP破壞

又稱

CP不守恒

,是物理學,尤其是粒子物理學中的一個術語和定理。它說明在一個物理過程中所謂的

CP對稱

被破壞了。在宇宙學中它對解釋今天宇宙中物質的數(shù)量超過反物質的數(shù)量有極其重要的意義。1964年在CP破壞首先在中性K介子的衰變中被實驗證實。1980年詹姆斯·克羅寧和瓦爾·菲奇因此被授予諾貝爾物理學獎。至今為止對CP破壞的研究依然是一個在理論物理和試驗物理中非?;钴S的領域。

CP是粒子物理學中兩個對稱運算的乘積:C對稱即電荷對稱,量子操作為電荷共軛運算,這個運算將一個帶電荷粒子轉化為其反粒子;P是宇稱,宇稱運算造成一個物理系統(tǒng)的鏡像。在強相互作用和電磁作用中CP轉化運算對整個物理系統(tǒng)不產(chǎn)生任何影響(CP對稱),但是在一定的弱相互作用中這個對稱被微小地打破。在1950年代時,人們發(fā)現(xiàn)宇稱破壞后曾經(jīng)設想CP對稱可以補救這個破壞。

宇稱守恒的基本思想是在鏡像反演后粒子物理學的公式不變。也就是說一個系統(tǒng)里的反應(比如化學反應或者放射性衰退)在一個鏡像系統(tǒng)中以同樣的速度進行。直到1940年代物理學家相信所有的反應全部是宇稱守恒的。1950年代物理學家發(fā)現(xiàn)了宇稱破壞的反應。一些放射性反應顯然不是宇稱守恒的:它們的鏡像系統(tǒng)里的反應概率比原來的反應概率低。

在量子力學中一個系統(tǒng)中的一個對稱被破壞后往往可以通過另一個對稱來彌補,這兩個對稱的乘積依然守恒。在宇稱破壞被發(fā)現(xiàn)后不久物理學家就發(fā)現(xiàn)了希爾伯特空間結構中的這個很微妙的特性。當時有人猜測反粒子共軛運算是可以彌補宇稱破壞的對稱。

簡單地說反粒子共軛運算是粒子與反粒子之間的對稱,因此CP對稱被看作是物質與反物質間的對稱。

SLAC國家加速器實驗室

SLAC國家加速器實驗室

,原名

斯坦福直線加速器中心

,是美國能源部所屬的國家實驗室,在能源部的方案下由斯坦福大學指揮運作。主要的研究方向有運用電子束進行基本粒子物理的實驗及理論研究、原子物理、固態(tài)物理、使用同步輻射光源的化學、生物以及醫(yī)學研究。

斯坦福線性加速器中心成立于1962年,占地426英畝(1.72平方公里),位于斯坦福大學主校區(qū)的西邊。主要的加速器長達兩英哩,為當時最長的線性加速器。于1966年首次啟動。在此地進行的研究創(chuàng)造了三個諾貝爾物理獎:

??1976年魅夸克的存在證據(jù)。見J/ψ介子。

??1990年質子及中子內部的夸克結構。

??1995年τ子的發(fā)現(xiàn)。

在1990年代的前半段,斯坦福線性對撞機運用大型探測器,投入Z玻色子的研究。

2005年時SLAC的員工超過一千人,其中約150人屬于擁有博士學位的物理學家。并且每年提供超過三千名的訪問學者使用粒子加速器進行高能物理實驗,及斯坦福同步輻射實驗室進行同步輻射研究。2006年諾貝爾化學獎的研究便受惠于此.。

在2008年10月,美國能源部宣布中心更名為SLAC國家加速器實驗室。

在2009年4月,SLAC所有的LSLC激光器成功發(fā)射出0.15納米波長的同步輻射,作為全球首臺HXFEL,其光源亮度比當今第三代同步輻射光源高出一億倍。