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“新物理”浮现 台大团队新发现

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【大澳门威尼斯人赌场官网8月14日讯】〔记者刘力仁╱台北报导〕台湾高能物理研究有世界级的重大发现!参与日本发起“B介子实验跨国研究计划(Belle)”的台大物理系研究团队,于日前发现部分B介子衰变的测量值,无法用现有电荷宇称不守恒“标准模型”解释,其具有九十九点九九%的可信度,可视为“新物理”的征兆,现有大学教科书中高能及理论物理相关理论,将可能面临改写命运。

 这项计划由日本于九年前发起,邀集十四个国家、三百多位学者参与,而在国科会资助下,包括台大物理系、中央大学、联合大学、高雄大学都参与此计划。九十年七月,跨国研究团队曾发现“B介子系统”具有物质与反物质的不对称性,堪称高能物理界最重大成就。台大物理系团队在此基础上持续探究,获致此一研究成果,并于昨天在台北、日本、美国同步发表。物理学界对此高度重视,形容为“诺贝尔级发现”,不但印证台湾研究团队的卓越实力,对此跨国研究计划也有重要贡献。

 “B介子实验”是利用大型高能对撞机,以不同能量的正负电子束对撞产生“B介子和反B介子(合称为B介子系统或B介子对)”,这些介子对的寿命比一眨眼的时间还短,需要用超高精密的探测器去捕捉记录它们的踪迹,研究人员才能加以分析。而日本高能实验室(KEK)为Belle建造的探测器就有三层楼高、一千多吨重,累积的B介子对纪录约有一亿五千万对,供各国研究团队观察各种新现象和探究分析。

 台湾团队由台大物理系教授侯维恕所率领,今年暑假并派遣六名学生到日本KEK实验现场做仪器维修及物理分析报告;七月底台大物理所博士班学生陈凯风量测时发现,六十八个B介子衰变事件,其电荷宇称破坏测量值和物理学界公认的“标准理论”测量值并不符合,预测应是“新物理”将浮现的初兆,并立即引起各国研究团队注目。但因为累积的个案数仍偏少,必须要更多资料,才能尝试建立新的“标准模型”。

 侯维恕表示,一九七○年代所建立的“标准模型”,卅几年间通过无数实验考验,几乎成为高能物理屹立不摇的基石。但世界各国物理学家皆认为此“标准模型”并不完善,台大物理团队能够率先发现新的物理现象,挑战现有理论,证明台湾研究团队的能力,具有世界一流水准。

粒子物理知识 推进一大步

〔记者刘力仁╱台北报导〕针对台大物理系团队的最新发现,台大物理系主任张庆瑞表示,由于物理界在应用现有的“标准模型”管用但不理想,必须加入许多参数才能奏效,因此触发台大研究团队挑战此理论的雄心,没想到一举成功。

 张庆瑞表示,此一发现对物理界具有“拨云见日”之效,让物理学家对粒子物理的知识,向前推进一大步,其最大意义是“人类对于物质的认识要重新定位”,这项发现不仅将改写多个高能物理理论,未来甚至可能改变人类生活。

 张庆瑞表示,人类一直对物质组成有高度兴趣,中国人习惯用金、木、水、火、土解释物质组成原因,但西方科学家相信宇宙是在一场大爆炸中诞生,而爆炸当时产生等量的“物质”与“反物质”,但现在宇宙中只能看见“物质”而不能看见“反物质”,探究“反物质”现象,一直是科学研究最大课题。

 一九五七年物理界开始发现宇称(P)不守恒现象,一九六四年有两位科学家,首度藉由“K介子系统”证实物质与反物质具不对称性(CP)不守恒,为宇宙反物质提供一道解谜的关键曙光,也因此荣获一九八○年诺贝尔物理奖。

 但高能物理界一直希望在别的介子也有类似发现,二○○一年九月终于在“B介子系统”中突破,确定“B介子系统”也有不对称现象,当时台湾研究团队也有巨大贡献。而台大昨天发表的实验明确证实,以小林‧益川理论所建立的“标准模型”,已无法完全解释“B介子系统”现象,未来“标准模型”必须修正,而且是否物质都具有“超对称”对象,在在值得探究。

 还有“人类对于物质的认识也要重新定位”,张庆瑞举例,牛顿力学三大定律众人皆知,但在奈米的环境或在太阳系其他星球中,牛顿力学定律并不适用,或须作巨大修正,这为改变人类对传统力学观念的典型案例。

 而奈米科技理论在几十年前被提出时,大部分人对此并不了解,现在奈米科技已成为最热门的产业,足以改变许多人生活。

 张庆瑞说,未来更多的B介子研究资料会陆续出炉,新的“理论模式”可能会出现,这项发现势必会为物理界带来更多的知识创新。

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