三大院校合組團隊獲教資會資助7800萬元 赴歐洲研究「上帝粒子」

撰文:勞敏儀
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香港對粒子物理學的研究不再局限於本地,中大、港大和科大共三大院校,合組跨院校基本粒子物理研究團隊,獲大學教育資助委員會撥款7800萬元,參與歐洲核子研究中心(CERN)的粒子對撞實驗,包括研發全新讀取晶片及研究其抗輻照能力,又為內地擬建的高能環形正負電子對撞機(CEPC)前期研究提供意見。粒子理論雖然深奧,科研團隊相信透過實驗發現更多未知粒子,日後有機會更廣泛應用在治療癌症等醫療服務。

三大院校合組的跨院校基本粒子物理研究團隊獲大學教育資助委員會撥款7800萬元,參與歐洲核子研究中心(CERN)的粒子對撞實驗。(盧翊銘攝)

香港中文大學物理系朱明中教授領導本港三間大學(中大、港大和科大)合組的跨院校基本粒子物理研究團隊,教授、研究員及研究生共17人,今年6月獲教資會第八輪卓越學科領域計劃撥款約7,800萬港元,將深入參與歐洲核子研究中心(CERN)的粒子對撞實驗,測量在2012年發現、俗稱「上帝粒子」的「希格斯粒子」(higgs particle)特性,亦會為探測到上帝粒子的歐洲大型強子對撞機(LHC)超環面探測器(ATLAS)研發硬件升級。

三大院校合組的跨院校基本粒子物理研究團隊獲大學教育資助委員會撥款7800萬元,參與歐洲核子研究中心(CERN)的粒子對撞實驗。(盧翊銘攝)

CERN的大型強子對撞機(LHC)和ATLAS探測器正進行為期兩年的升級工作,以增強其對撞能量及強度,香港團隊將參與其中,包括研發全新讀取晶片及研究其抗輻照能力,提升ATLAS探測器的偵測敏感度和收集數據能力;亦負責測試新安裝的像素探測器,確保其穩定和可靠性,以及分析ATLAS實驗累積的大量數據。

ATLAS探測器合作組成員涉及來自39個國家或地區、超過3000名科學家。研究生之一的劉得信表示,為粒子學貢獻是自小夢想,與海外數學、統計學、電子工程等專家即時交流,獲益良多。

朱明中(中)相信,參與歐洲研究有助鞏固香港在基礎物理研究前沿的領先地位。(盧翊銘攝)

為內地環形正負電子對撞機提供意見

內地亦計劃興建高能環形正負電子對撞機(CEPC),朱明中又指會參與內地CEPC的前期研究工作,加強本港物理人才培養,項目有助提升香港科學界在全球的影響力。  ​

朱明中說,中國擬建的CEPC,圓周達100公里,比CERN的LHC大三倍,以更高精度測量希格斯粒子,以及搜索新粒子,他又指該對撞機目前仍處於前期研究階段,香港團隊只負責提供意見;若日後有足夠經費,預計在2022年興建,2030年正式做實驗。內地有意興建的CEPC候選地址包括河北秦皇島、浙江、陝西,以及廣東省的深圳與惠州交界等,估計首階段電子對撞實驗已耗資數百萬元人民幣。

有科學家曾擔心,大型的粒子對撞,會產生微小黑洞等安全問題,朱明中指過去類似大型對撞機未曾出現嚴重危害安全事故,且安裝在地底,相信對安全構成潛在危險極低。

粒子研究或可應用於醫療科技

未知粒子的研究,其實與市民的生活息息相關,或可應用在醫療科技上。

朱明中表示,養和醫院將引入全港首個質子治療系統,「加速質子打癌細胞,對於治療癌細胞較傳統方法更好」,相信隨着研究成果日趨成熟,有機會找到更多未知粒子、探測器科技發展更成熟,有助更廣泛應用在提升醫療服務,例如有助醫療影像發展,協助診症。

2012年,歐洲核子研究中心(CERN)的歐洲大型強子對撞機(LHC),發現俗稱「上帝粒子」的希格斯玻色子(Higgs boson)。(視覺中國)