來自瑞士日內瓦的快訊 − 歐洲粒子物理研究中心CERN的大強子對撞機LHC,其質子束在3月30日的的上午九點鐘開始試行對撞。經過四個小時的努力,終於在下午一點鐘 (台北時間下午7點) 左右對撞成功,能量高達7兆電子伏特,締造人類歷史新高,達到前代質子加速器 3.5倍的能量。這是LHC研究計劃的正式啟動,來自全世界的粒子物理學家齊聚在此,緊鑼密鼓地準備探尋重要而且豐富的新物理現象。
“這是粒子物理學家偉大的一天!”,CERN總主任Rolf Heuer說道,“非常多的人已經等了很久的時間,但我們不屈不撓的努力和奉獻總算有了回報。”
LHC四個計劃之一,台灣大學所參與的CMS實驗團隊,發言人Guido Tonelli表示,“LHC目前的表現相當傑出,而真正令人開心滿意的,是看到CMS偵測器運作非常之好,並且我們來自世界各地的物理團隊已經著手分析實驗數據。我們很快就會開始進行研究現代物理難題,例如質量起源、基本力場的統一、以及構成宇宙的黑暗物質等等。這實在是個非常令人興奮的時刻!”
在LHC的控制室宣告開始穩定地對撞質子束流,CMS立即偵測到對撞事件,所有子系統的代表通通聚集在CMS控制室共襄盛舉 [圖一]。台灣大學與中央大學共同主力製作的Preshower子偵測器,成為第一個觀測到對撞事件的子系統。CMS研究團隊全力地分析這些數據,並在三維空間中描繪出對撞時所產生粒子穿越偵測器所留下的影像 [圖二]。CMS運行穩定,並在第一個小時内即觀測到20萬個對撞事件。這些數據很快地被CERN的大型計算機中心加以儲存並作初步處理,然後分送給全球各地的物理學家們做更進一步地精密分析研究。
CERN計劃將讓LHC持續運作18至24個月,直到有足夠的實驗數據能夠探測許多物理方向。當LHC成功的“再發現”所有已知的標準模型粒子,也就是完成研究新物理必要的前置作業後,實驗團隊就會開始系統化的尋找神秘的希格斯粒子,探究質量之源(這正是台大拔尖計劃的主題)。在持續兩年的資料收集之後,把CMS以及另外一個大型實驗ATLAS的數據作組合,LHC能夠探索相當寬廣的希格斯粒子質量區域 − 當然我們也有機會直接發現它。對於超對稱粒子以及各種新奇粒子,兩年的LHC實驗數據最少可拓展至目前靈敏度兩倍以上的質量範圍。在這一段長期運作之後,LHC將會在2012年進行維護以及升級,直到能夠達到設計目標的14兆電子伏特中心能量。
