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神的粒子:尋天使與魔鬼內神的粒子[圖+片]

 神的粒子:尋天使與魔鬼內神的粒子[圖+片]

神的粒子 影片影片:強子對撞機首次實現粒子流同步傳送


影片:第二束質子束流貫穿歐洲大型強子對撞機


打機男瑞士尋神的粒子
2011-04-19
1999年從香港赴美升學的李褀,現時為CERN其中一名研究員,主要負責監察夸克(Quark)的變化,找出全世界最小的粒子。他身後的圓拱形建築物為CERN科學及創新館(The Globe of Science and Innovation),常設展覽介紹CERN工作及粒子物理學等。(彭美芳攝)
1999年從香港赴美升學的李褀,現時為CERN其中一名研究員,主要負責監察夸克(Quark)的變化,找出全世界最小的粒子。他身後的圓拱形建築物為CERN科學及創新館(The Globe of Science and Innovation),常設展覽介紹CERN工作及粒子物理學等。(彭美芳攝)
位於地面的加速器技術室,示範粒子隧道內部的模型,質子在對撞器可加速至接近光速,並使兩粒質子在對撞器中對撞。(彭美芳攝)
位於地面的加速器技術室,示範粒子隧道內部的模型,質子在對撞器可加速至接近光速,並使兩粒質子在對撞器中對撞。(彭美芳攝)
物理學界為解開宇宙起源之謎,瑞士歐洲核子研究理事會(CERN)於1994年成立粒子對撞實驗室,由3000名世界級學者探索「神的粒子」。原來一名畢業於聖保羅男女中學的80後李褀也參與其中,以博士研究生身分協助分析數據。會考成績約20多分的李褀說,曾沉迷打機逃避考試,幸好在海外升學時重拾自信和發現對物理的志趣,他鼓勵青年人「不要太容易放棄,唔好掛住打機」。
分析數據助尋「夸克」
CERN的大型粒子對撞器是學者模擬宇宙大爆炸的最主要工具,在地底100米興建長27公里的環形粒子通道,橫跨瑞士和法國,環內的質子以接近光速對撞,質子射線可在10小時內遊走100億公里,足以往來地球和海王星一次,威力強勁。
今年28歲的香港學生李褀(Jacky),2010年2月以研究生身分到實驗室工作,主要監察夸克粒子(Quark)數據,協助3000多名科學家一同追尋「神的粒子」,並在去年3月找到可證實粒子存在的數據。
中學一度沉迷打機逃避考試
李褀在本港名校聖保羅男女中學修讀中一至中六,初中時喜歡閱讀外國科普書籍,他形容自己「學嘢比較慢」,但最喜歡物理,而中學時期同學間的競爭激烈,他在沮喪時曾沉迷打機。Jacky笑言在99年會考的成績好普通,只有20多分,數學及物理科獲B級,後來仿效胞姊往美國升學,才體會讀書趣味。
李褀入讀美國普渡大學(Purdue University)電子工程學一年級,副修物理學課程,重拾對物理的「熱情」,到二年級轉系讀物理,更憑優異成績獲得該校的「Phi Beta Kappa」獎,表揚他在物理學的表現。
李褀本科畢業後,在美國伊利諾大學修讀博士課程,現於粒子對撞實驗室研究。他表示,平日在控制室的工作是監察系統運作,留意數據即時轉變,控制室每天24小時、每周7天都有研究員當值,每人負責8小時,半年大概需要當值兩星期。
實驗室成立時,外界傳言粒子對撞會產生大爆炸並毁滅地球,李褀笑着說﹕「不會,LHC不是在研究核能的實驗,LHC的實驗是一束束的粒子(particle beam)對撞,沒有對抗性的高壓,物質不被壓縮,不會產生原子核融合。」他明年便畢業回港,期望可照顧雙親,並繼續研究工作。
聖保羅男女中學物理教師馮兆基在李褀讀中六時教授他物理科,他記得李褀當年是「活潑、好奇、愛問奇怪問題」的學生,成績不太突出,而當年同班的同學也鮮有像李褀成為前線科學家。馮兆基認為,李褀是罕有成功晉身科研的例子,期望有更多學弟妹仿效,但現時新高中選修科減少,讚物理的學生也少了,他期望能透過活潑教學,提升初中生科研的興趣。
神的粒子 模擬大爆炸 霍金百元賭時機未到從構想到建成歷時近20年、花逾700億港元的粒子撞擊機(LHC)實驗 ,終於在本港時間昨午順利展開。科學家希望讓近乎光速的粒子對撞粉碎,模擬宇宙大爆炸一刻,檢視粒子的構成。參與研究的法國物理學家艾馬(Robert Aymar)預計,這項吸引80個國家共5000名科學家參與的實驗,將令人類社會向前邁進一大步。

質子束成功射進撞擊機隧道
經過連串測試後,本港時間昨午4時36分,兩個白點終於在日內瓦歐洲核子研究中心(CERN)控制室的電腦熒光幕上閃起,意味專家射出的質子束,已成功在總長27公里的環形撞擊機實驗隧道內,繞圈運行。負責人伊文斯(Lyn Evans)說﹕「它就在這裏!」有份參與打造實驗的北京大學物理學院錢思進教授,昨也在中心說﹕「這具有里程碑意義。」


神的粒子

北大教授﹕具里程碑意義
隨着成功安排粒子束以順時針環繞運行,CERN打算測試令它逆時針運行,最後專家將給兩束質子流,加速至接近99.9%光速,從相反方向對撞,模擬宇宙大爆炸。儘管這個名為「大爆炸日」的一天,估計要在1年後才出現。「我最希望看到的,是一些我們沒有預期的東西。」美國密歇根大學教授霍夫特(Gerardus t'Hooft)說,也許實驗的結果會「告訴我們一些我們未知東西的存在」。


神的粒子

一些反對實驗的末日論者質疑,粒子撞擊爆炸一剎所釋出的能量,有可能會產生「微型黑洞」,把整個地球慢慢「吞掉」,又或會打開通往另一個宇宙的蟲洞,令外星人襲地球,又或讓未來人類時間旅行來到現在。但CERN首席發言人吉利斯(James Gillies)昨說﹕「這是無知廢話。」他表示,實驗即使出現最壞的情况,即如果一束被加速至最高能量的粒子流失,充其量也只會令粒子加速器受損。英國著名理論物理學家霍金(Stephen Hawking)等亦支持CERN的說法,表示實驗「絕對安全」。

粒子撞擊實驗的目的,是要重現137億年前促使宇宙誕生的大爆炸後十億分之一秒的景象,科學家最希望透過「撞碎粒子」實驗,找出希格斯玻色子(Higgs boson)。它是當代物理學理論的一個重要基石,被認為賦予了所有粒子質量,被諭為「神的粒子」,但它的存在只是理論假設,能否在粒子撞擊實驗中發現,甚至是否存在,依然未知。


神的粒子

霍金:找不到希格斯玻色子更刺激
霍金周二表示,他用100美元跟同僚打賭今次的超級實驗,不會找到希格斯玻色子。霍金指出,雖然粒子撞擊機給粒子增加的能量,理論上「應足以令人找到它」,但「我想如果找不到,會更令人感到刺激。這意味理論有些地方搞錯了,我們需要重新思考」。

霍金表示,雖然他認為粒子對撞實驗弄出一個「微觀黑洞」的可能性低於1%,「但若真的能造出微觀黑洞,進而驗證了我的(黑洞蒸發)理論,無疑我將獲得諾貝爾獎」。霍金70年代提出,黑洞在吸入物質的過程中,會釋出輻射,挑戰黑洞吸力「有入無出」的傳統觀點。霍金的理論現已獲廣泛接受,儘管迄今仍無實證。霍金正是認為,即使實驗弄出微觀黑洞,也會透過輻射形式迅速蒸發掉。

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