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證實B介子衰變雙渺子 物理界30年大突破
2015-05-15 02:52:48 聯合報 記者陳皓嬿／台北報導
繼前年看見並證實「上帝粒子」希格斯粒子存在後，歐洲核子研究組織（CERB）又有重大發現。物理學家證實B介子（B0s）衰變成雙渺子現象。這個事件發生的機率極度低，只有十億分之四。這項實驗結果證實了「標準模型」理論的預測，是物理界卅年來的大突破；在現今宇宙基本理論百家爭鳴下，再次鞏固標準模型理論的權威地位。


圖／聯合報提供
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「標準模型」是物理界迄今對宇宙萬物為何存在，所能提出最完整的解釋。模型預測由哪些基本粒子組成宇宙，並描述這些基本粒子，如光子、夸克、希格斯粒子的特性。

模型的預測相當精確，卅年前預測存在的粒子，大多已被人類發現；但有些現象標準模型仍無法解釋，因此想踢館的科學家不少。

其中一項挑戰，就是模型預測「B介子衰變過程中，十億次裡只有四次會衰變成雙渺子」，但至今從未觀察到此現象。踢館的科學家認為，如果B介子衰變成雙渺子的次數超過十億分之四，那標準模型可能是錯的。

二○一一年，CERB的大強子對撞機（LHC）開始觀測B介子衰變現象，二○一三年，其中兩個實驗站CMS和LHCb，都各自公布B介子的衰變結果，雖結果相近，但因資料量不夠大，所以精確度不足。

去年擔任CMS「B物理」計畫召集人的台大物理系教授陳凱風，發想將兩個實驗站的數據合起來，聯合分析，讓資料量夠大。聯合分析出的結果精確度終於達到標準，每十億次的B介子衰變，會產生的雙渺子次數差不多是四次。

陳凱風說，觀測數據有有上千億筆，因此光是報告中的一張圖表，可能就要用三百個電腦CPU，跑一周才能運算得出來，許多分析都是由台大物理系教授侯維恕的實驗室，用運算電腦叢集跑的。

研究成果登載在十三日自然（Nature）期刊。

新聞辭典／B介子與渺子

B介子：是由基本粒子「夸克」當中的「奇夸克」和「反底夸克」，或是「下夸克」和「反底夸克」所組成的粒子。B介子極度不穩定，容易衰變；在衰變過程中產生各式各樣的粒子，包括出現機率極低的雙渺子。

渺子：可被視為「質量重一點的電子」，存在於宇宙射線中，也是不穩定的粒子，會衰變成一個電子和一個微中子。


台灣製造 渺子偵測器建功
2015-05-15 02:52:49 聯合報 記者陳皓嬿／台北報導
在此次歐洲核子研究組織（CERN）的重大發現中，台大物理系教授侯維恕的團隊扮演舉足輕重的角色；因為除了分析龐大數據，大強子對撞機中負責用來偵測渺子的核心軌跡儀「畫素偵測器」，正是台灣團隊所研發製造。

「沒有硬體，就沒有數據。」侯維恕如此強調硬體設備在粒子實驗中的重要性。因為B介子在衰變時，會變成各式各樣的粒子，要衰變成雙渺子的情況，十億次當中只有四次，因此非常難以偵測。

侯維恕說，B介子衰變時，衰變的粒子會射出，並在通過偵測器時留下一些「點」，將這些點連起便是粒子軌跡；但如果偵測器不夠靈敏，就會量測到很多其他干擾的雜訊，因此偵測器需非常精密。

侯維恕和學生正將畫素偵測器進行第一階段升級，預計明年底安裝進大強子對撞機的緊湊渺子線圈（CMS）偵測器中，二○一七年可產出實驗結果。


陳凱風駐瑞士研究：生活「像在台北領22K」
2015-05-15 02:52:49 聯合報 記者陳皓嬿／台北報導
台大物理系教授陳凱風過去兩年協調CERN的CMS和LHCb實驗站合作，才促使B介子衰變為雙渺子的現象獲證實。雖然科學成就斐然，但陳凱風在CERN所在地瑞士只能過著「像在台北領廿二K」的生活。

參與該計畫的台大物理系教授侯維恕說，CMS和LHCb之間原是競爭關係，二○一三年時，LHCb先看到雙渺子的蹤跡，讓CMS研究人員相當緊張；同年稍晚，CMS也觀測到雙渺子。兩個實驗站都發表論文，雙方觀測結果類似，但在統計精確度上仍有不足。

過去兩年，大強子對撞機因維護而停機，但陳凱風認為研究應繼續做下去，在數據量不足的情況下，他花了一年半來回協調CMS和LHCb，讓雙方從競爭對手變合作夥伴，把雙方資料合在一起分析，終於有足夠統計信心，證實B介子衰變成雙渺子現象。

雖然取得物理界頂尖的科學成果，但陳凱風說，自己在CERN的日子頗拮据，因為國家給駐外科技人員的薪水，每個月只有一千四百美元，折合新台幣約四萬兩千多元。

但瑞士的基本消費，每個月就要兩千八百瑞郎（約新台幣九萬三千元），國家給的薪資只夠陳凱風撐半個月，「即使加上我在這裡的薪水，在瑞士也只能過著像在台北領廿二K、只租得起雅房的生活。」

陳凱風說，有我國外交人員聽到他的薪水，覺得不可思議說：「這樣你也可以活喔？」讓他相當感慨，因為科技部給駐外科技人員的薪水數年來沒怎麼變。但陳凱風也看得開，他說，像他這樣的駐外科技人員只是少數，「沒人理也很正常，就將就這樣過吧！」