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大霹靂今撞出 比太陽熱10億倍
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強子對撞實驗啟動 模擬宇宙爆炸瞬間 探尋萬物終極元素 台灣科學家共同觀測
【本報綜合外電報導】一百億年前的一場大爆炸,產生了宇宙。如今,科學家已完成全人類最大的機器「大強子對撞機」(LHC),它在宇宙最寒冷的溫度下,瞬間對撞出比太陽中心更熱十億倍的溫度,重現極微型的宇宙爆炸瞬間。預計今天在瑞士時間早上九時(台北下午三時),它將注入循環質子束,正式啟用。
創世紀的對撞機實驗,台灣科學家不落人後,從一九九九年加入實驗後,每年投入四千萬研究經費,中研院、中央大學、台灣大學均加入對撞過程中,ATLAS和CMS兩大實驗。
最冷之處 創造最熱瞬間
大強子對撞機計畫,由歐洲共同加速器中心CERN所主導,科學家製造一個全宇宙最寒冷的環,也就是攝氏零下二百七十一度的溫度下,讓兩束質子對撞。對撞機橫跨瑞士與法國邊境,被放在地下一百公尺、二十七公里長的地下通道裡面,它是獨一無二的原形機。
大強子對撞機是世界上最大的人造機器,其中的超巨型偵測器ATLAS長達四十六公尺、高二十五公尺,重達七千公噸;CMS則是全世界最重的偵測器,長二十一公尺、高十六公尺,重達一萬二千五百噸。
對撞的時候,因為能量非常集中,使得對撞溫度超過太陽中心的十億倍。但高溫的時間非常短暫,會小於奈秒,也就是小於○點○○○○○○○○一秒,不會有危險。
科學秘境 尋找上帝粒子
科學家為何大費周章創造出這台驚人的機器?台灣大學物理系教授熊怡解釋,這一場創世紀的撞擊,主要的目標是尋找上帝粒子「希格斯粒子」及「超對稱粒子」,以了解物質的構造,並探索新物理現象。
熊怡說,過去物理家累積許多理論計算和實驗數據,想盡辦法描述宇宙的基本粒子,以及他們之間的交互作用,以建立粒子物理的標準模型。但標準模型目前只能解釋百分之四的宇宙現象,還有太多的秘密等著科學家去探索。
牛頓時代已經有質量的觀念,也是重力的來源,但是什麼是質量?質量的來源是什麼?為什麼有些粒子很重、有些很輕,有些根本沒有質量?熊怡說,所有的答案指向希格斯粒子,大強子對撞機就是希望偵測到假想的希格斯粒子。
年花4000萬 認識宇宙規律
這一場世紀的對撞研究,總共吸引八十五個國家、一百六十個研究單位、二千個科學家參與其中。國科會從一九九九年起,每年投入四千萬資助歐洲大強子對撞機中ATLAS與CMS的偵測器建造、測試與運轉。
其中,台灣大學物理系與中央大學物理系一同參加CMS實驗,中研院參與ATLAS偵測器實驗。中研院研究員李世昌說,這項科學投資的主要的目的,就是希望提高人類對物質結構和其相互作用的基本規律的認識。
《小檔案》希格斯粒子
在粒子物理學理論
「
標準模型」中,把基本粒子(構成物質的基本元素)分成三個大類:夸克、輕子與玻色子,但這個理論模型無法解釋物質質量的來源,於是英國科學家彼得.希格斯預言存在
「
上帝粒子」希格斯粒子,並假設它是物質的質量之源。
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