何时能揭开轻子之谜？

在基本粒子大家庭中，除了有一个引人注目的强子大家族外，还有一个不容忽视的轻子小家族。在构成轻子家族的粒子中，目前只发现10种。

尽管早在1897年，人们就已发现了轻子族的第一个成员电子ē，而且电子ē在现今的生产和生活中已经有了广泛的应用，可是人们对它内在的性质却了解甚少。

1937年，人们又在宇宙线中发现了轻子族的第二个成员介子，并对它进行了很多的研究，尤其是将介子的性质与电子的性质通过实验加以比较，可得到如下的表：

研究表明：介子与电子ē非常相像，唯一的差别只是二者质量相差很大，差了200多倍。如此相似的粒子为什么在质量上相差那么大呢？这个差别是怎样引起的呢？自然界已经有了电子ē，为什么又会出现介子呢？子在物质世界中究竟起什么作用？一句话“既生e，何生介”？这就是最初出现的“ē之谜”。多少年来，对于这么一个看来似乎很简单的问题，却一直没有得到满意的答案。狄拉克等人曾企图把介子看成是中子的激发态，但并不成功。美国的物理学家盖尔曼曾把这个问题列为粒子物理学的头号大难题。物理学家培耳甚至说：“也许要待爱因斯坦再世，才能解决这个问题。”

然而物理学家们一直没有放弃过揭开此谜的努力。从介子被发现并确认是属于轻子一类以后，一些物理学家就提出：既然自然界中有存在，就可能存在比介子更重的轻子——重轻子。重轻子的发现也许会对解释介子的存在和介子与电子的质量差别提供线索。

60年代，就有人做实验寻找重轻子，但都未获成功。直到1975年，在美国的斯坦福e＋—ē对撞机上，以培耳为首的实验小组首先发现了重轻子——轻子。为什么这一重轻子以“T”命名呢？这是因为T是希腊文“第三”一字的第一个字母，T子的意思是继轻子族中的电子e—和介子之后的第三个荷电轻子。由于T轻子的质量约为1784Mev，这个质量已超过子的质量，因而人们又把它称为重轻子。其实，后来的物理学家所说的轻子已经不是原来意义上的轻子了，即不以它的质量小于介子为其特征，而是以它没有强相互作用，且可用点状粒子来处理为特征的。所以“轻子”之“轻”已名不副实了。

在对重轻子的性质研究中，科学家们同样发现了，重轻子的性质与电子e—和介子的性质非常的相似，唯独质量相差极大，T重轻子的质量约为电子e—的质量的3 500倍，大约是介子质量的17倍。尽管到目前为止粒子物理学尚未对此给出一个科学的说明，然而T重轻子的发现却打破了人们长期以来只认识电子e—和介子的局面，这对于探索轻子族中的“e－之谜”，提供了一定的线索。于是，“e叫之谜”扩大为“e－”，之谜即今天的“轻子之谜”。应该把这一变化看作是一种“进展”，因为它使科学家们把更多的注意力倾注到轻子谱的研究上去。

近年来，由于重轻子的发现，科学家们正在深入探讨轻子到底有多少种？如果有下一个轻子，它的质量应是多大？轻子族有没有类似元素那样的周期表？轻子族的质量谱反映了轻子内部什么样的特点、性质和规律？……诸如此类问题都提到粒子物理学研究的日程上来了。相信揭开轻子之谜的日子终会到来。