位在瑞士日內瓦郊區的歐洲粒子物理研究中心(CERN)宣布,大型強子對撞機(Large Hadron Collider,縮寫LHC)在今天下午1時6分(台北時間晚間7時6分)達成了歷史性的7兆電子伏特(7 TeV)高能質子對撞。

CERN幹事長霍爾(Rolf-Dieter Heuer)透過網路轉播說,「這是個絕妙的時刻」,「是粒子物理與基礎科學一段漫長而美好時代的起點」。

CERN加速器主任邁爾斯(Steve Myers)說,這是LHC能開始進行物理發現的「第一個真正的重要里程碑」。

LHC位在瑞士、法國邊界地下的一條27公里長的環型隧道中,它能把質子加速到接近光速,讓它們在四部偵測器中迎面對撞。科學家希望藉著分析撞出來的更小粒子,來探索宇宙的奧秘。

這包括找出物理學標準模型中據推測存在、但未曾被真正觀測到的「希格斯粒子」,跟構成大部分宇宙、但人類未知的暗物質跟暗能量。

台灣的研究團隊也在LHC的實驗中扮演重要角色。中央研究院物理研究所加入ATLAS實驗,中央大學和台灣大學團隊則加入CMS實驗。ATLAS跟CMS是四部偵測器中最大且功能最廣泛的二部。

同時,中研院是LHC網格計算系統在全球11個第一層(Tier 1)中心的亞洲唯一。

在LHC之前,能量最高的加速器是在美國芝加哥附近的費米實驗室(Fermilab)。去年11月底,CERN宣布LHC內雙向的質子束都達到1.18兆電子伏特能量,打破世界紀錄。這表示它所進行的對撞,將能使人們觀察到以往觀察不到的物理現象。

本月23日,CERN宣布雙向的質子束都達到3.5兆電子伏特,也就是對撞能量可達到7兆電子伏特。CERN並安排在今天進行這一歷史性對撞。

從當地今天清晨開始,CERN科學家開始為LHC射入質子束,並逐步升高能量,但前三次情況都不佳。

透過網路轉播,可看到聚集在主控制中心跟四部偵測器控制室裡的大群各國科學家興奮期待大事發生。當下午1時左右,從電腦螢幕顯示順利升高到3.5兆電子伏特的雙向質子束愈靠愈近,到CMS偵測器首先傳出捷報,現場爆出歡呼。另三部偵測器也緊接產生成功對撞。

ATLAS實驗發言人吉亞諾第(Fabiola Gianotti)說,這是場「美麗」、「完美」的對撞,儀器偵測到了大量的粒子軌跡。

台灣的行政院國家科學委員會今天也密切關注情況發展,在對撞發生後隨即發布新聞稿,表示LHC從現在起,「新的物理現象隨時可能發生,台灣團隊繼我們在硬體的貢獻之後,期盼能在物理分析上有優秀的表現」。

LHC的實驗高度複雜。CERN表示,預估現在起LHC需要繼續運行一年半到兩年,才能產生足夠的資料。

依據LHC的設計,它還可提高到14兆電子伏特的對撞能量,也就是目前的兩倍。

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