9/17科普演講-大強子對撞機CMS實驗:破解宇宙密碼 活動報導

2013/10/17 – 下午 2:28

破解宇宙密碼 David Barney首度來台演講
(採訪記者/林欣樺)

來自歐洲粒子物理中心(CERN)的物理學家David Barney,首度來台發表演說,以深入淺出的方式帶領同學開啟對宇宙形成的想像,除了本校理學院的學生外,也有來自武陵、中壢及復旦等多所高中的同學,一同揭開宇宙的神秘面紗。

CMS偵測器 成為粒子對撞的時光機
宇宙形成於約137億年前,過去曾存在粒子已不復在,如今透過LHC(大強子對撞機)的粒子對撞,經由CMS偵測器補捉粒子衰變後的訊號,我們得以了解宇宙形成的過程以及物質的組成。我們以為已經了解的宇宙面貌只有百分之五。在過去五十年,粒子物理學中最大的謎團之一在於,有些基本粒子有質量,而有一些是沒有的。物理學家Peter Higgs和其他五位理論物理學家提出希格斯場理論,說明了每一個粒子皆會受到場的影響,影響越大,其粒子便可以獲得更多質量。希格斯場理應伴隨著希格斯粒子,而過去的五十年中,粒子物理研究的目標即是在找尋希格斯粒子。

透過LHC 發掘希格斯粒子
在CMS偵測器的實驗中,最功不可沒的便是CERN之LHC,由一萬多名科學家和工程師共同建造,為高能量的粒子加速器,但是產生希格斯粒子的機率幾近一兆分之一,且希格斯粒子會很快地衰變成較輕的粒子,尋找過程可謂困難重重。但CERN仍在2012年夏天找到了希格斯粒子。

國立中央大學 也是CMS的成員之一
CMS偵測器由一億個偵測元件所組成,共一萬四千噸重,能夠每秒鐘拍下四千萬張相片,是史上最複雜且最精密的科學儀器,其內在的構成有粒子軌跡偵測器、電磁量能器、強子量能器、緲子偵測器以及螺絲管超導磁鐵等。CMS偵測器不斷捕捉到質子與質子對撞,其事例包含了希格斯粒子衰變到四個渺子以及希格斯粒子衰變到兩個光子。為了更了解宇宙的運作、是否存在額外維度空間、暗物質的組成成分等,CMS實驗團隊因此誕生。3000多名的研究人員,包含了科學家、工程師及學生,橫跨了41個國家,來自全球180所大學,其中包含了來自台灣的中央大學以及臺灣大學,共同協助建造前置簇射偵測器,也參與CMS實驗操作以及物理分析。

精彩演講 同學都想加入CMS實驗團隊
在David Barney演講後,學生踴躍以英文提問,對於宇宙的運作和CMS深感好奇,甚至有文組的學生詢問要如何加入團隊。從此可看出,即使是全英文演講,也能夠激發學生的興趣,充分感受到物理之美,David Barney甚至熱情大方地歡迎每個參與演講的同學們,加入CMS實驗團隊,一同破解宇宙的密碼。

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