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第40期出刊日:2019.7.11

理學院亮點研究介紹 - 高能物理實驗

文/ 物理系 陳凱風教授

高能物理一直都是專注在研究自然界最小的基本構成元素,並且試圖詮釋已觀察到基本粒子之間的交互作用。由於研究計畫的複雜性、以及其規模,高能物理的研究必須倚賴國際團隊和大型實驗室之間的密切合作才能成行。自1994年,臺大高能物理團隊啟動了前置量能器EFC的研究計畫,是位於日本筑波Belle實驗的一個子系統。Belle實驗利用來自日本高能中心KEK加速器的高亮度正負電子束,研究B介子的電荷宇稱破壞,成就了2008年諾貝爾物理學獎的頒發。

隨著該研究計畫的成功,臺大團隊擴大、加入由瑞士日內瓦歐洲核子物理研究中心CERN所主持、位於大型強子對撞機的CMS實驗;也同時支援Belle II實驗升級計畫,位於中國的大亞灣核反應爐微中子實驗、以及後續的Juno實驗,以及同樣位於日本的E391a 、KOTO實驗。這幾個研究計畫同樣取得了豐碩的物理成果:臺大團隊替CMS偵測器的Preshower / ECAL子系統供獻良多,該子系統替2012年希格斯玻色子的發現提供了非常重要的量測,並成為2013年諾貝爾物理學獎的基礎。大亞灣實驗首次測量了一個微中子的混合角,是到目前為止最精確的量測、也因此獲得了2016年的基礎物理學突破獎。

臺大高能物理團隊成功地證明,一個台灣團隊可以藉由加入一流的研究計畫,在國際物理社群中擔任顯著的角色,並產出重要的物理成果。

 

圖:台大團隊參與的CMS矽像素(Pixel)軌跡偵測器升級計畫,偵測器已於2017年初安裝至CMS偵測器的核心;本照片剛好可以從台大團隊2000年初參與的Preshower子偵測器(中間底部圓盤型的裝置),看到CMS的對撞區域、也就是矽像素偵測器的安裝點。