粒子 物理 國家 實驗室 之 一 。 實驗室 主要 之 設施 為 一 周長 約 四 英哩 之 質子 加速器 ， 可 將 質子 及 反質子 加速 到 ９千億 電子 伏特 ， 以 進行 質子 反質子 對撞 之 觀測 ； 另外 也 提供 許多 射束線 ， 可 將 高能 質子 引出 ， 以 進行 質子 與 固定 靶 撞擊 之 實驗 。 費米 實驗室 為 當前 能量 最 高 之 質子 加速器 實驗室 ， 祇有 在 此 進行 對撞 實驗 ， 才 有 可能 找到 頂夸克 。 目前 進行 質子 反質子 對撞 實驗 的 有 ＣＤＦ （ Ｃｏｌｌｉｄｅｒ Ｄｅｔｅｃｔｏｒａｔ Ｆｅｒｍｉｌａｂ ） 及 ＤＯ 兩 個 實驗組 ， ＣＤＦ 由 來 自 美國 、 加拿大 、 日本 、 義大利 及 中華民國 等 五 個 國家 ， 分 屬 ３５ 個 大學 或 研究 機構 之 ４３９ 位 研究 人員 組成 。 ＣＤＦ 探測器 總重 ５０００ 噸 ， 有 三 層 樓 高 ， 十萬 個 電子 讀出 頻道 ， 實驗 進行 時 ， 一 週 ７ 天 ， 一 天 ２４ 小時 運轉 ， 因此 參與 之 研究 人員 需要 輪值 ８ 小時 之 班 ， 監控 實驗 儀器 。 高能組 研究 人員 列 在 此 次 費米 實驗室 公佈 之 ＣＤＦ 名單 上 的 有 包括 葉恭平 等 １２ 人 。 中央 研究院 物理 研究所 則 列名 於 ３５ 個 研究 機構 之 一 。 ＣＤＦ 實驗 之 發言人 每 兩 年 「 普選 」 一 次 ， 目前 為 Ｌａｗｒｅｎｃｅ Ｂｅｒｋｅｌｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ 之 資深 物理學家 ＷＣ Ｃａｒｉｔｈｅｒｓ ， Ｊｒ 及 芝加哥 大學 教授 ＭＪ Ｓｈｏｃｈｅｔ 。 後者 自 １９８８年 起 即為 發言人 ， 而 前者 則 是 １９９３年 被 選上 取代 剛 退休 之 ＡＶＴｏｌｌｅｓｔｒｕｐ 。 Ｔｏｌｌｅｓｔｒｕｐ 將 於 五月 中旬 來 台 參加 研討會 。 ＤＯ 實驗 由 來 自 美國 、 墨西哥 、 哥倫比亞 、 巴西 、 印度 、 韓國 、 俄國 等 七 個 國家 ， 分 屬 ４３ 個 研究 機構 之 ４２０ 位 研究 人員 組成 。 ＤＯ 之 能量儀 較 ＣＤＦ 精密 ， 但 它 沒有 磁鐵 提供 量測 帶 電 粒子 動量 之 磁場 ， 也 沒有 頂點 偵測器 ， 因此 在 頂夸克 之 搜尋 上 ， 一般 以為 目前 較 ＣＤＦ 有 不及 之 處 。 ＣＤＦ 實驗組 及 費米 實驗室 發佈 之 新聞 及 其 意義 。 過去 九 個 月 來 ， ＣＤＦ 實驗組 對 上 一 次 實驗 收集 之 數據 ， 進行 了 深入 的 分析 。 在 頂夸克 之 搜尋 方面 ， 有 數 個 小組 分頭 進行 。 若 頂夸克 存在 則 在 質子 反質子 對撞 時 ， 有 機會 產生 一 對 頂夸克 及 反 頂夸克 。 頂夸克 有 兩 種 衰變 模式 ， 其 一 為 衰變成 一 個 底夸克 ， 一 個 帶 電 輕子 及 一 個 微 中子 ； 另 一 則 為 衰變成 一 個 底夸克 Ｔ ９３ ； ， 及 另 一 對 夸克 。 反 頂夸克 也 一樣 有 上述 兩 種 衰變 模式 。 由 頂夸克 衰變 而 來 的 帶 電 輕子 具有 一些 特性 ； 因此 若 我們 能 觀測到 具有 這些 特性 之 輕子 就 可 推斷 頂夸克 之 存在 。 若 頂夸克 及 反 頂夸克 均 衰變為 帶 電 輕子 ， 微 中子 及 底夸克 ， 則 實驗 上 應 觀測到 一 對 帶 電 輕子 ， 及 一 對 底夸克 。 用 此 方法 去 找 頂夸克 的 小組 稱為 「 雙輕子 搜尋 」 小組 ， 由 葉恭平 博士 帶頭 。 如果 是 祇有 頂夸克 或 反 頂夸克 之 一 衰變為 帶 電 輕子 、 微 中子 及 底夸克 ， 另 一 則 衰變為 底夸克 及 另 一 對 夸克 ， 則 實驗 上 應 觀測到 一 個 帶 電 輕子 ， 一 對 底夸克 及 另外 兩 個 夸克 。 用 此 方法 去 找 頂夸克 的 小組 稱為 「 輕子 噴流 搜尋 」 小組 ， 因為 實驗 上 觀測到 的 夸克 是 許多 密集 粒子 組成 的 噴流 。 這 兩 種 搜尋法 各 有 優缺點 。 實驗 上 ， 我們 很 難 確定 觀測到 的 噴流 是 由 底夸克 或是 由 其它 更 輕 的 夸克 所 造成 。 因此 要 觀測 由 頂夸克 及 反 頂夸克 衰變 而 成 之 一 對 底夸克 相當 不 容易 。 一 個 可靠 的 方法 就 是 利用 矽微條 頂點 偵測器 去 觀測 底夸克 衰變 時 之 頂角 ； 另 一 個 方法 是 去 觀測 底夸克 衰變 時 產生 之 輕子 。 兩 種 方法 效率 都 還 不 夠 高 。 對 雙輕子 搜尋 而 言 ， 觀測 到底 夸克 並 不 是 特別 需要 ， 但是 對 輕子 噴流 搜尋 ， 則 至少 需 確定 觀測到 一 底夸克 。 ＣＤＦ 實驗 共 觀測到 １２ 個 可能 的 頂夸克 事件 ， 其中 有 ２ 個 是 雙輕子 事件 ， １０ 個 是 輕子 噴流 事件 。 我們 並 沒 辦法