March 31, 2010

強子對撞首次成功,模擬宇宙誕生

 

大強子對撞機30日啟動對撞,終於成功,圖為研究人員在控制室內監控及討論的情形,質子光束對撞後產生有如煙火般的圖形(上圖)。
(歐新社、法新社)

【聯合報╱記者蔡永彬/台北報導】 
2010.03.31 05:49 pm
 

強子對撞首次成功 模擬宇宙誕生 / 路透

經過一年半的修復,世界上最大的科學儀器「大強子對撞機」(Large Hadron Collider,LHC),台北時間昨晚6點57分在歐洲核子研究中心(CERN)啟動對撞,對撞能量達7兆電子伏特,成功爆出美麗「煙火」。對撞實驗目的是要模擬宇宙形成之初的狀態,探究「質量」和「空間」形成之謎。

外電報導,LHC30日啟動對撞時,前兩次質子束還未加速到最高能量前就消失不見,直到第三次重新注入質子束才對撞成功。

在電腦螢幕上顯示出撞出美麗煙火的那一剎那,全體的工程師都振臂高呼,鼓掌歡慶,並且開香檳慶賀。

中央大學物理系教授張元翰表示,對撞成功後,將進行粒子物理實驗,預期將穩定運行1年半到2年,利用實驗數據檢驗各種可能的新現象。目前預計到明年底結束這一輪的實驗,進行設備升級,2013年將重新啟動,並將能量提高到14兆電子伏特。

目前普遍認知宇宙是由130至150億年前的一場大爆炸(Big Bang)形成。研究團隊解釋,對撞實驗把質子加速到趨近光速,模擬宇宙形成之初的狀態,對撞能量相當於10的17次方度的高溫,可以觀測大爆炸後100 兆分之一秒的現象;達到7兆電子伏特的對撞能量,可以說是粒子物理的重要里程碑。

另一個待解開的謎題是:宇宙生成之初,會產生等量的「物質」與「反物質」,可是目前都只看見「物質」,「反物質在哪裡?」;知名小說達文西密碼的前傳「天使與魔鬼」中,反物質被神秘教派偷取,意圖作為摧毀梵諦岡的武器。研究團隊希望能透過實驗,探知宇宙形成之初的真相。

台灣大學物理系副教授陳凱風透過網路視訊看CERN的現場直播,昨晚7點半就已看到一個成功撞擊的圖像。「可以說是很『花俏』的事件」、「(圖像)有點像煙火」。參與研究長達7、8年的中央大學物理系助理研究員郭家銘,形容這是一個從無到有、非常奇妙的過程,他非常感動。

LHC是有史以來最大的科學儀器,台灣團隊從2000年開始參與。中央研究院和37個國家、69個研究機構共同建造ATLAS(超導環場)偵測器。

中央大學和台灣大學則加入CMS(緊湊渺子線圈)的Preshower(前置簇射探測器)實驗,優秀的表現成為組裝成功的關鍵。

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