2013-10-10 06:02:24yaung

「上帝粒子」(God Particle) ~吳養春

        「上帝粒子」(God Particle)

         上帝粒子又名希格斯玻色子(Higgs boson),是為了紀念英國物理學家希格斯(Peter Higgs),被認為是構成宇宙的最基本組成要件。歐洲核子研究組織(CERN)宣布,已經發現一種新的亞原子粒子(sub-atomic particle),性質與上帝粒子一致。

       上帝粒子(God Particle)是所有物質的質量之源,它的發現將能完成愛因斯坦的宇宙理論。

        倘若沒有希格斯玻色子,地球與宇宙中其他組合原子都不會存在。能解釋物質奧秘的次原子粒子希格斯玻色子,是分別以現年八十三歲、一九六四年就提出希格斯理論的英國科學家彼得.希格斯,以及已辭世多年的印度物理學家薩特延德拉.納特.玻色命名,比利時物理學家恩格勒特,對上帝粒子理論也有所貢獻。

<<<>>>二○一二年十大科學成就:

◎丹尼索瓦人的DNA

透過在西伯利亞一處洞穴發現、有八萬年歷史的一小片手指骨所取得的樣本,德國科學家利用新技術,排列出丹尼索瓦人(Denisovan)的完整基因組,象徵DNA定序領域的重大進步。目前只知道丹尼索瓦人與現代人表親尼安德塔人屬於同一時期。

◎幹細胞造卵

日本科學家以取自成年雌鼠皮膚的iPS細胞(誘導性多功能幹細胞)成功造卵,並利用體外受精讓實驗鼠生出仔鼠,有助於治療不孕症。

◎好奇號降落火星

透過創新的懸吊降落系統,美國航太總署(NASA)的工程師成功讓三.三噸重、暱稱「好奇號」(Curiosity)的「火星科學實驗室」探測車降落火星。

◎腦機介面

美國研究人員研發出透過意志控制的新型機器手,讓癱瘓者能靠意志移動手臂與進行三度空間移動。此一實驗性科技未來或許有助於因中風與脊髓受傷而癱瘓的病患。

◎微中子振盪

台大與全球卅七所大學共同在中國參與的「大亞灣實驗」,發現到第三種新的「微中子振盪模式」。微中子是不帶電的粒子,目前已知有三種類型,微中子在傳播過程中可不斷地由一類轉化成另外兩類,稱為微中子振盪現象。該發現暗示微中子物理或許有朝一日能協助研究人員解釋宇宙為何有這麼多物質與這麼少的反物質。

<<>>諾貝爾物理學獎由3位科學家共享殊榮,他們分別是波爾馬特(Saul Perlmutter)、里斯(Adam Riess)和施密特(Brian Schmidt),3人因發現宇宙加速膨脹的證據,及利用超新星對遙遠宇宙空間的距離定位。

       3人也得出一個驚人的一致結論:「如果宇宙擴張加速,最後整個宇宙將變為冰。」

       2013年諾貝爾物理學獎頒發給提出「希格斯粒子」的兩位學者,台灣團隊在證實發現希格斯粒子的過程中,參與歐洲核子研究組織(CERN)的大強子對撞器研究計畫,幫助建造偵測器與分析巨量數據。

       英國物理學家希格斯和比利時學者恩格勒獲得今年度諾貝爾物理獎,主要的貢獻為透過大型強子對撞機(The Large Hadron Collider-LHC)實驗發現「上帝粒子」希格斯粒子的存在。

       台灣研究團隊在這關鍵性實驗扮演重要角色,該實驗會產生龐大數據資料,並須透過 LHC後端之「網格電腦」來傳送到世界各地的電腦中心儲存及分析,中華電信自2006年6月起便提供該計畫的網路連線電路服務。

       為配合該計畫,中華電信建構橫跨太平洋、大西洋及聯繫亞太地區的高品質大頻寬網路,並提供全年無休的服務。

        其中,由台北中研院機房直達荷蘭SARA機房的10Gbps頻寬電路,更是第一條由台灣直達歐洲的大頻寬電路,從歐洲到中研院網格計算中心的尖峰網路使用頻寬更高達9.1Gbps,也就是每秒可傳送3部大英百科全書,這是最長距離最高網路頻寬傳輸的世界記錄。中華電自本年9月起更配合中研院需求,升速擴容為20Gbps電路。

        由於中研院推動,讓台灣在這場史上最龐大的國際合作計畫中扮演著舉足輕重的角色,使台灣在國際學術界的地位更上層樓。

       發現希格斯粒子有三個元素,分別是加速器、偵測器與網格計算,台灣的中研院、台大與中央大學團隊參與偵測器建造與網格計算分析部分;尤其台灣巨量資料傳輸的能力,協助分析將近十分之一的數據。

       宇宙早期形成時,所有粒子都沒有質量,與希格斯粒子交互作用後才被賦予質量,所以找到希格斯粒子,便可解釋質量的起源。物質世界組成的粒子物理「標準模型」裡,只差希格斯粒子還未找到,因為希格斯粒子產生的機率非常低,必須在能量很高並且大量數據分析下才能發現。

       歐洲核子研究組織在瑞士與法國交界地底下一百公尺處,建造造價超過三千億台幣、人類史上最大、最複雜的實驗儀器大強子對撞器後,模擬宇宙大爆炸瞬間,終於在去年「撈」到希格斯粒子,證明它確實存在,以「上帝的粒子」稱呼這個關鍵元素。

       科學家將兩束質子或鉛離子加速至接近光速,使其迎面對撞,以四座偵測器探測對撞所產生的新粒子,再經由計算、追蹤這些粒子的軌跡、找出它們的特性,重建宇宙大爆炸後的宇宙現場。

      <<<>>>21世紀最宏偉的科學任務,已經展開探索行動,觀測「宇宙曙光」(Cosmic Dawn)。是歐洲南方天文臺的15個會員國與美國、日本智利、台灣與加拿大合作進行。

       位於智利的阿塔卡瑪大型毫米/次毫米波陣列(The Atacama largemilllimetre/submillimetre array,Alma)是有史以來建造出規模最大且最複雜的望遠鏡。

       阿塔卡瑪大型毫米/次毫米波陣列是用來研究在宇宙形成後數億年,第一個恆星開始發光時的過程。

       <<<>>>美國德州天文學家宣布,測到最大的宇宙黑洞,將它命名為「NGC 1277」,約有170億個太陽的體積那麼大。

       德國馬克斯普朗克協會(Max Planck Institute)指出,此黑洞在約80億年前形成後,便無太大改變,它占所處星系質量14%,一般黑洞只有它的0.1%。

        NGC 1277的深度也比海王星的太陽系軌道多出11倍多,美國德州大學學者卡爾吉哈特(Karl Gebhardt)稱,NGC 1277簡直是銀河黑洞的新教材。

 

<<>><<最遙遠爆炸>>

         在靠近人類所能觀察範圍內宇宙的最邊緣,1顆衰變的恆星釋出高能輻射脈衝。

         爆炸發生在130億光年外的宇宙。

        發現此事的科學家之一李凡(Andrew Levan)表示,這場過去發生的爆炸開啟瞭解宇宙初期的機會,顯示在宇宙誕生的最初幾億年內,巨大恆星早已開始步向毀滅。

         由日本早稻田大學等共同參加的國際團隊,透過美國航太總署(NASA)的費米伽瑪射線太空望遠鏡(Fermi Gamma-ray Space Telescope),觀測到距離地球數十億光年遠、稱為類星體(Quasar)的明亮天體。從伽瑪射線大幅銳減的程度,可算出最初星星所放之光的總量。

       所謂的類星體,在天文照片中看似一顆恆星,只是一個微弱的光點。但是經過光譜的分析可以發現,這些光點具有非常大的紅位移,這意味著這些星體距離地球非常地遙遠,可達數十億光年之遙。

       費米伽瑪射線太空望遠鏡將在未來幾年持續提供更多的天體資訊,有助於人類持續探索宇宙,向更遠的微光處曳航。

<<<>>>中國天文學家在2000多年前見證了1場恆星爆炸,

             西元185年,中國天文學家觀測到1顆神秘的「客星」突然現身天際,照耀夜空大約8個月。到了1960年代,科學家已經確認這個神秘物體正是人類記載的第1顆超新星。

         

<<<>>>「獵星」計畫,是由美國耶魯大學及英國牛津大學的天文學家,與芝加哥阿德勒天文館合作進行的計畫。任何人都可以利用這個網站,來分析美國太空總署(NASA)於二○○九年三月發射的克卜勒太空望遠鏡所傳回的資訊,包括超過十五萬顆星的亮度。

新聞來源:路透芝加哥7日電 法新社華盛頓電(譯者:中央社楊盈)中央社堪薩斯州托彼卡綜合外電報導。(譯者:中央社徐嘉偉)  台灣醒報記者鍾禎祥 :路透佛羅里達州卡納維爾角22日電(中央社倫敦26日綜合外電報導 譯者:中央社陳宜君)聯合新聞網

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