「上帝粒子」找到了


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「上帝粒子」找到了

觀察到新粒子 可揭宇宙源起之謎

2012年07月05日

CERN讓兩束質子以高速對撞,從新粒子當中尋找「上帝粒子」的蹤跡。法新社

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【陳怡妏、陳威廷╱綜合報導】物理學家花了近半世紀苦苦追尋形成宇宙的要素「上帝粒子」希格斯粒子(Higgs boson),昨天終於宣布他們觀察到一種新的次原子粒子「符合追尋已久的希格斯粒子」,締造人類了解大自然的里程碑,但仍需要進行更大規模的研究,才能揭開更多宇宙形成之謎。

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CERN的CMS(緊湊緲子螺管探測器)測得符合「上帝粒子」的次原子。歐新社

中央大學物理學系助理教授郭家銘解釋,科學界認為宇宙形成的瞬間,所有粒子都沒有質量,是希格斯粒子與其他粒子交互作用後,才讓粒子變成有質量,希格斯粒子是物質質量的來源,因此也被稱為「上帝粒子」。

提出「上帝粒子」理論的英國物理學家希格斯,昨出席CERN的記者會。美聯社

解釋物質質量來源

瑞士日內瓦的歐洲共同加速器中心(CERN)科學家表示,這個新的次原子粒子,質量約為125GeV(10億電子伏特)」,且兩個各自進行研究的實驗室都獲得同樣結果,僅0.00006%的機率可能出錯,全場科學家爆出如雷掌聲。

現行粒子物理學的「標準模型」理論,認為宇宙萬物由62種基本粒子組成,但過去發現的61種粒子都無法解釋粒子質量從何而來,科學家相信尚未被發現的第62種粒子,就是物質質量之源,促成宇宙形成,它被命名為希格斯粒子,又稱為「上帝粒子」。

找特性重建大爆炸

CERN為了尋找上帝粒子,在超大型地底實驗室利用大強子對撞機(Large Hadron Collider,LHC)讓兩束質子或鉛離子加速到接近光速,讓它們迎面對撞,再用4座偵測器探測對撞產生的新粒子。科學家再計算、追蹤這些粒子的軌跡,找出它們的特性,重建137億年前「大爆炸」(Big Bang)後的宇宙現場。

科學界相信,發現「上帝粒子」將可解釋到現存物質的質量來源,若「上帝粒子」不存在,就意味標準模型理論站不住腳,一切都得重來。提出上帝粒子理論的英國物理學家希格斯(Peter Higgs),在得知學界離發現上帝粒子更進一步後十分開心,他說:「我從沒想到能在有生之年見證這個時刻。」

台灣負責物理分析

由國科會經費支持的台灣大學與中央大學實驗高能物理團隊,也加入歐洲粒子物理研究中心的大強子對撞機計劃,參與其中的CMS(Compact Muon Solenoid,緊湊緲子螺管探測器)實驗,至今邁入第13年。

大強子對撞機號稱基礎物理研究史上規模最大、最複雜的實驗儀器,造價超過台幣3000億元。台灣團隊主要負責物理分析,將持續驗證目前找到的新粒子,是否就能證明希格斯粒子存在,並進一步分析該粒子的特性。大強子對撞機台灣區研究計劃總主持人、中央研究院院士李世昌昨說,近日看到的新粒子,仍無法確認是否為希格斯粒子,還需持續驗證,預計到年底會有較明確的結果出來。

「上帝粒子」希格斯粒子Q&A

Q.什麼是希格斯粒子?

物理學理論「標準模型」中最後一種未獲證實的粒子,咸認它在大爆炸後結合其他粒子產生質量,形成宇宙。

Q.為什麼叫做希格斯粒子?

英國物理學家希格斯(Peter Higgs)等6名學者,在1964年首度提出關於這種粒子的理論,因此得名。

Q.為什麼又稱上帝粒子?

1988年諾貝爾物理獎得主萊德曼因一直找不到這種粒子,氣得在新書草稿中稱之為「該死的粒子」(Goddamn Particle),但出版商改成「上帝粒子」。

資料來源:綜合外電

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