邁向頂尖大學計畫15校聯合舉辦「躍升與蛻變:為臺灣培育優質人才」成果展本校展出研究成果:1.解開宇宙反物質消失之謎•向大強子對撞機實驗邁進2.醫學卓越研究3.晶兵總動員-臺大系統晶片中心

解開宇宙反物質消失之謎向大強子對撞機實驗邁進

B介子工廠實驗在2001年驗證了小林誠與益川敏英在1973年所提出的電荷宇稱不守恆理論,兩人因而獲頒2008年諾貝爾物理獎。然而,小林–益川理論雖可解釋實驗室觀測到的物質與反物質不對稱,卻遠遠不足以解釋宇宙中反物質的消失。臺大高能團隊自1994年起參與日本B介子工廠Belle國際合作實驗,在2004年主導了中性B介子和反B介子衰變到Kp介子對速率明顯不同的重大發現。進一步研究又發現帶電B介子的不對稱卻是相反,超出小林–益川理論原先的預期,提供了解開宇宙反物質消失之謎的新線索。這個結果在2008年發表在著名的《Nature》期刊,激發了許多新的理論研究。

臺大高能組藉著參與尖端國際合作研究,培育出世界級的人才:臺大博士陳凱風自全世界獲博士學位八年未滿的實驗粒子物理學家中,脫穎而出,獲頒2008年純粹和應用物理國際聯盟IUPAP的第一屆年輕科學家獎,是台灣高等教育一個成功的範例!

臺大團隊下一階段的挑戰,是在瑞士日內瓦CERN實驗室的大強子對撞機CMS實驗從事競賽性研究。遠距參與這個最尖端的超大型國際合作實驗,需要國人的全力支持。大強子對撞機將進一步探索關乎宇宙創始的新現象。台大與中大高能團隊藉Belle成果的啟發,掌握契機切入研究課題,盼能在解開宇宙反物質消失之謎有所突破。年輕的陳凱風副教授,將帶領我國青年學子,更上一層樓。

物質與反物質不對稱,卻遠遠不足以解釋宇宙中反物質的消失。臺大高能團隊自1994年起參與日本B介子工廠Belle國際合作實驗,在2004年主導了中性B介子和反B介子衰變到Kp介子對速率明顯不同的重大發現。進一步研究又發現帶電B介子的不對稱卻是相反,超出小林–益川理論原先的預期,提供了解開宇宙反物質消失之謎的新線索。這個結果在2008年發表在著名的《Nature》期刊,激發了許多新的理論研究。

臺大高能組藉著參與尖端國際合作研究,培育出世界級的人才:臺大博士陳凱風自全世界獲博士學位八年未滿的實驗粒子物理學家中,脫穎而出,獲頒2008年純粹和應用物理國際聯盟IUPAP的第一屆年輕科學家獎,是台灣高等教育一個成功的範例!

臺大團隊下一階段的挑戰,是在瑞士日內瓦CERN實驗室的大強子對撞機CMS實驗從事競賽性研究。遠距參與這個最尖端的超大型國際合作實驗,需要國人的全力支持。大強子對撞機將進一步探索關乎宇宙創始的新現象。臺大與中大高能團隊藉Belle成果的啟發,掌握契機切入研究課題,盼能在解開宇宙反物質消失之謎有所突破。年輕的陳凱風副教授,將帶領我國青年學子,更上一層樓。

圖與照片說明

圖一、我們通常無法區分照片中誰是本體,誰是鏡像。圖中標示+號與–號的人代表物質與反物質之間的鏡像關聯,而「鏡子」就是電荷宇稱對稱性。在現實世界中反物質與物質若相遇,如圖中兩人握手,會相互湮滅成純能量。而電荷宇稱若不守恆,則有如圖上方藉星艦迷航 (Star Trek) 「企業號」與其鏡像「反企業號」所示,因二者略有不同,物質與反物質便可區分。

圖二、2003年時的博士生 (自右起) 林盛文、王景祺、趙元、陳婉婷、陳凱風、張敏娟,參與Belle實驗「矽頂點偵測器」升級工作,在打開了的Belle偵測器前合影留念。陳凱風於2005年獲臺大博士學位,因表現突出,2008年獲頒純粹和應用物理國際聯盟IUPAP的第一屆年輕科學家獎 (每兩年一名),2009年獲聘臺大物理系副教授。

圖三、臺大高能物理拔尖計畫的重點是參與位於瑞士日內瓦CERN實驗室的大強子對撞機CMS實驗。如圖所示人的相形渺小,CMS實驗不論在偵測器大小、重量、參與人數上,均較Belle實驗大十倍以上,而經費需求與複雜度則是史無前例的高。