星期三, 4月 04, 2007

質子加速》質子加速 甩出了什麼?

【聯合報/記者李名揚】
台大物理系教授何小剛最近提出,包括夸克、電子等基本粒子都應該有一個「超對稱粒子」,也就是說,基本粒子種類至少要加一倍,這個理論在全球物理學界就像投下威力十足的震撼彈。
1317億計畫 我也加入
巧的是,為探究相同問題而建造,位於瑞法邊界,由「歐洲粒子物理研究中心」主導、全世界34國合作花了1317億元台幣興建的「大強子對撞機(Large Hadron Collider)」,正準備用來把質子加速、互撞,模擬宇宙初生的情形;台灣的中央研究院、台灣大學和中央大學,都參與了這項重要研究計畫。
科學家建造大強子對撞機的目的之一,是要找到最根本的物理問題的答案:物質為何有質量?
質量和重量不同,重量一定是在有重力的地方(例如地球),物體受重力吸引,所產生的力,單位是「公斤重」;質量則是物體的慣性,單位為「公斤」,質量愈大的物體,慣性愈大,也就愈不容易改變其速度(包括加速及減速)。
重量與重力大小有關,質量則永遠不會改變,在地球上,質量6公斤的物品,重量就是6公斤重;但在月球上,重力只有地球的1/6,所以6公斤的物品,重量只有1公斤重,這就是太空人在月球上會感覺身體變輕的原因。



希格斯粒子 質量來源


台大物理系教授侯維恕指出,依照粒子物理的「標準模型(現階段學界對物質世界普遍認可的理論)」,在所有基本粒子中,只有希格斯粒子(Higgs)還沒被觀測到;物質之所以會有質量,就是跟希格斯粒子有交互作用的關係,所以科學家也把希格斯粒子戲稱為「神粒子」。
中央大學物理系助理教授蔣正偉說,想像基本粒子好比存在於一個「黏稠的希格斯海洋」,而感受到的「黏稠度」,每種粒子不同,如頂夸克質量很大,會受到希格斯海洋較多拉扯;而電子質量很輕,受到的牽制就較少。
所以要把頂夸克和電子推到同樣的加速度,推較重的頂夸克必須用比較大的力量,才能克服希格斯粒子和頂夸克不斷碰撞所造成的阻力;電子則因阻力較小,只要用較小力量就可推動。
另外如光子,完全沒有質量,就是因光子和希格斯粒子完全不會互相碰觸,雖然光子也是在希格斯粒子海中前進,但完全不會感受到阻力,所以速度最快。
延伸閱讀
1.原子的世界/翁寶山/清華大學2.圖解量子力學/椎木一夫/商周3.走向微觀世界:從湯木生到蓋爾曼/楊建鄴、李繼宏/世潮
【2007/04/04/聯合報】

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