證實「上帝粒子」台灣團隊也有功

蔡元培 · 發表於 2013-10-9 19:14:11

諾貝爾物理獎得主之一恩勒特（Francois Englert），80歲，比利時布魯塞爾自由大學榮譽教授

諾貝爾物理獎得主之一希格斯（Peter Higgs），84歲，倫敦大學帝國學院物理系畢業，曾擔任愛丁堡大學研究員、倫敦大學帝國學院及倫敦大學學院教職。

歐洲核子研究組織的科學家八日得知希格斯與恩勒特同獲諾貝爾物理學獎後，開香檳祝賀。

今年諾貝爾物理學獎頒發給提出「希格斯粒子」的兩位學者，台灣團隊在證實發現希格斯粒子的過程中，參與歐洲核子研究組織（ＣＥＲＮ）的大強子對撞器研究計畫，幫助建造偵測器與分析巨量數據，也算有功。

參與大強子對撞器研究計畫

中研院物理所副研究員林誠謙是得主希格斯的學生，對於老師獲獎感到十分高興；中央大學物理系特聘教授張元翰則對兩位得主的「先見之明」直表「實至名歸」。參與大強子對撞器計畫的林誠謙表示，發現希格斯粒子有三個元素，分別是加速器、偵測器與網格計算，台灣的中研院、台大與中央大學團隊參與偵測器建造與網格計算分析部分；尤其台灣巨量資料傳輸的能力，協助分析將近十分之一的數據。

宇宙早期形成時，所有粒子都沒有質量，與希格斯粒子交互作用後才被賦予質量，所以找到希格斯粒子，便可解釋質量的起源。物質世界組成的粒子物理「標準模型」裡，只差希格斯粒子還未找到，因為希格斯粒子產生的機率非常低，必須在能量很高並且大量數據分析下才能發現。

直到歐洲核子研究組織在瑞士與法國交界地底下一百公尺處，建造造價超過三千億台幣、人類史上最大、最複雜的實驗儀器大強子對撞器後，模擬宇宙大爆炸瞬間，終於在去年「撈」到希格斯粒子，證明它確實存在，外界以「上帝的粒子」稱呼這個關鍵元素。

科學家將兩束質子或鉛離子加速至接近光速，使其迎面對撞，以四座偵測器探測對撞所產生的新粒子，再經由計算、追蹤這些粒子的軌跡、找出它們的特性，重建宇宙大爆炸後的宇宙現場。

中研院林誠謙是希格斯的學生

林誠謙說，原本在二○一○年要邀請希格斯來中研院演講，但因希格斯已八十高齡，長途旅行不太方便而作罷，但師生情誼很好，至今每年新年還會收到希格斯寄來的手寫賀卡。他也透露，希格斯未受重視前，曾被學校同仁不太禮貌地對待過，雖然希格斯不是那種上課舌粲蓮花、活潑生動的講者，但他「學問很飽」，學生有問題去找他，常常能一語道破。

林誠謙說，今年諾貝爾物理學獎得主的貢獻，在於理解基本粒子如何獲得質量，「重要性就像是從前發現電子的角色一樣。」張元翰則認為，兩人能夠得獎，在於長久搜尋、相信存在的粒子終於被證實找到，讓科學家對自然界理解的原理跨進一大步。而這種對高能物理最前緣、最基礎研究的邁進理解，就是他們最大的貢獻。

補充內容 (2013-10-9 19:16):
「上帝粒子」Q&A
什麼是「希格斯玻色子」（Higgs Boson）？

「希格斯玻色子」是一種次原子玻色子，是建構宇宙的根本物質之一，也是物理學「標準模型」理論推論的61種基本粒子中，最後一種被實驗證實的粒子。希格斯玻色子是一種具有質量的玻色子，沒有自旋，不帶電荷，非常不穩定，在生成後會立刻衰變。

此推論的來源為何？

「希格斯玻色子」之名來自首度推論其存在的英國科學家希格斯。現年84歲的希格斯1964年提出的理論指出，137億年前宇宙大爆炸後，一種粒子促成一種看不見的力場成形，這個力場稱為「希格斯力場」，其中的粒子就是「希格斯玻色子」。

尋找希格斯粒子的過程為何？

科學家利用大型對撞器尋找希格斯粒子，這種機器可擊碎粒子，過濾出次原子殘渣，而其中最大者是歐洲核子研究中心（CERN）的大型強子對撞機（LHC）。LHC深藏在日內瓦附近一個圓形隧道中，撞擊時可短暫達到比太陽熱10萬倍的溫度，複製宇宙形成後不久的狀況。

去年7月4日，CERN科學家宣布發現一種與希格斯「相符」的新粒子。今年3月，CERN表示，這種粒子的「自旋」與「對稱」2種重要特徵，與希格斯粒子應具備的特性相符。