科學(xué)理論的預(yù)測讓科學(xué)家對通過實驗發(fā)現(xiàn)有信心，但經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)它們完全錯了？

我提名了EMC效果 - 維基百科。EMC（European Muon Collaboration的縮寫）是SPS在CERN的一項實驗，在七十年代末和八十年代收集數(shù)據(jù)。它將高能量μ子與各種核目標(biāo)相撞。高能量μ子“看到”核子作為夸克的集合并與其中一個夸克發(fā)生碰撞。對μ子的能量和散射角的分析允許找到質(zhì)子和中子中夸克的動量分布 - 所謂的結(jié)構(gòu)函數(shù)。

EMC研究質(zhì)子上μ子的散射，找到質(zhì)子結(jié)構(gòu)函數(shù)，然后是氘核，它與質(zhì)子的結(jié)果一起使它們能夠提取中子結(jié)構(gòu)函數(shù)。然后他們嘗試了鐵靶。最常見的鐵，鐵-56的同位素，包含28個質(zhì)子和28個中子。每個核子的結(jié)合能低于質(zhì)子質(zhì)量的1％，因此每個人都認(rèn)為，結(jié)合在核中對質(zhì)子結(jié)構(gòu)的影響可以忽略不計。因此可以預(yù)期，鐵上的散射結(jié)果與氘核上的散射結(jié)果類似，只是整個橫截面（散射概率）將高出28倍。

令大家驚訝的是，鐵的結(jié)果出現(xiàn)了明顯不同：核中結(jié)合的質(zhì)子和中子似乎具有較少的高動量夸克，但更多的低動量夸克。這引發(fā)了許多理論活動，試圖解釋結(jié)果。

后來，以SMC（Spin Muon Collaboration）為名的EMC實驗產(chǎn)生了另一個驚喜。質(zhì)子是自旋1/2粒子，由3個自旋1/2“價夸克”和膠子和夸克 - 反夸克對的“?！苯M成。理論家普遍認(rèn)為，質(zhì)子的自旋由價夸克攜帶，而“?！睂嶋H上是非極化的。因此，在極化質(zhì)子中，我們平均會發(fā)現(xiàn)兩個具有與質(zhì)子自旋方向相同的自旋的價夸克，以及一個具有相反自旋方向的夸克。SMC在偏振目標(biāo)上散射偏振μ子并發(fā)現(xiàn)，價夸克的平均自旋接近于零，即質(zhì)子旋轉(zhuǎn)方向上自旋的價夸克的數(shù)量接近于具有相反方向自旋的夸克數(shù)。因此，大多數(shù)質(zhì)子自旋必須來自海洋的極化，或者來自夸克的軌道角動量。

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