【社區異想】香港仔隧道內藏粒子實驗室 窺探宇宙奧秘？
近年，開拓地下空間的討論不絕於耳。除了發展商店街之外，原來地底還是進行實驗的絕佳地點。
早在80年代，香港大學研究人員開始在香港仔隧道的實驗室內，進行粒子物理實驗。隧道實驗室有甚麼特別？粒子物理又是甚麼？與我們的日常生活有甚麼關係？
全港唯一地下實驗室 用山石阻隔宇宙射線
可曾想過，隧道內汽車呼嘯而行的同時，原來還有一班科研人員正在探索宇宙奧秘？早於80年代初，香港仔隧道仍在興建的時候，香港大學物理系已有在該處設立實驗室的構思，計劃在裏面研究宇宙粒子。但為甚麼偏偏選址香港仔隧道？
原來，粒子物理實驗分為兩大方向：一種利用巨型而昂貴的粒子加速器進行實驗，實驗組涉及幾千人，全球最大型粒子實驗室CERN便是一例；另一種不使用加速器的實驗，則多在地底進行，減少宇宙射線的干擾，提高實驗的精確性。而香港仔隧道本身貫穿聶高信山，加上旁邊的金馬倫山，兩座山形成天然屏障，阻隔旁邊的宇宙射線，成為理想的實驗空間，令研究人員可以集中從山谷一個方向收集宇宙射線的數據，進行研究宇宙射線的實驗。
粒子物理學主要研究宇宙間物質組成的最基本單位，及其相互作用和規律等。聽起來虛無縹緲，但其實粒子物理學研究引伸出很多生活科技，例如互聯網、放射性治療及傳統映像管電視，起源都是從粒子物理而來，間接改變人類生活。
保留山洞原貌 沿用電話線上網
實驗室位於隧道兩條行車管道正中央，內部仍保留山洞凹凸不平的原始風貌近200平方呎的空間，放置一個探測儀器後，便變得非常狹窄。因此，研究人員想方設法，用盡每一吋空間，例如在地上設置矮木架，增加放置管狀探測器的地方。
香港大學物理系名譽副教授梁幹莊在80年代初為博士研究生，參與當時實驗的前期工作。他笑言在隧道內做實驗的辛苦事不少，例如在空氣不流通的山洞裏，只靠一把風扇通風，十分悶熱：「現在回想起來，也算是最惡劣的實驗空間了。」梁幹莊描述，因電力供應有限，探測儀器耗電，即使後來加上一部冷氣機，也需要「因住因住」，所以同學們經常汗流浹背。
持續7年 深宵4小時的實驗研究
今時今日，研究團隊如果使用香港仔實驗室，須事前申請，方可在夜晚進行實驗。但梁幹莊憶述：「當年做實驗，只要先打電話給隧道公司，他們會封鎖一條行車線，讓我們駕車前往，完成實驗後再恢復雙線行駛。」在隧道通車幾年後，因行車繁忙，在白天進行實驗亦非易事，所以在1980年代完成實驗後，實驗室便荒廢了。
直到2003年，香港大學參與大亞灣中微子震盪實驗（下稱「大亞灣實驗」）。大亞灣實驗透過觀察中微子與反中微子，嘗試解構宇宙「大爆炸論」，物質與反物質的數量不對稱的情況。由於香港仔實驗室的環境和地理與大亞灣實驗室相近，港大研究人員遂向政府及隧道公司申請使用，在香港仔實驗室量度宇宙射線，並模擬大亞灣實驗的探測器對宇宙射線的反應。
研究人員約在晚上12時駕車進入隧道，4時前便要離開，實驗時間十分緊迫。雖然實驗室重新啟用時，內部作小規模改裝，以減少對實驗的干擾；但因為隧道結構已經無法改動，實驗室仍以56K電話線上網，速度十分緩慢，設計實驗時便要先預想哪些資料即時傳送或稍後收集。
成果獲《科學》列為年度十大科技突破
在香港仔隧道內進行實驗，過程需要周詳考慮，政府亦會關注實驗的安全問題。其中一次，他們利用液體閃爍體（Liquid scintillator）進行實驗，當粒子通過液體閃爍體，便會發出閃光，從而捕捉粒子的數量。梁幹莊難忘當時與消防處進行近三個月的會議及文書來往，「因為那種液體很滑，他們很擔心液體是否易燃、倒瀉會否引起意外等……」經過審批之後，過程亦殊非容易，光是運送液態閃爍體便大費周章，例如請外國專家幫忙、製作搬運工具等。香港大學物理系首席講師潘振聲認為在有限的時間及條件之下，令他們以更高效率進行實驗及更細密的事前準備。他想起7年間，同事與同學經常半夜入隧道做實驗，深受他們對科學的熱誠所感動。
在2012年，大亞灣合作組成功發現新的中微子振盪模式，並量度出更精確的數值。其成果更被國際頂尖學術期刊《科學》（Science）列為年度十大科技突破。2014年，所有實驗成果報告完成後，隧道實驗室亦暫時關閉。不過，潘振聲表示，希望在未來時間、人力、資金等方面配合下，籌劃新項目在實驗室進行。
純科研漸受重視 但條件仍未成熟
梁幹莊則認為香港仔實驗室和大亞灣實驗乃香港科研發展的轉捩點，促使香港政府開始重視科研發展，投放更多資源。不過，他亦指出現時香港的發展條件仍未成熟，「你想做一個實驗，讓政府審批、興建實驗室、準備做實驗……起碼十年八年。當你可以開始做，人家已經做完了。」
「80年代那個實驗之後，那一類高能物理實驗在香港幾乎絕迹。因為那些實驗需要很多人力、物力、資金。而且實驗需要很多時間才會有成果，不是一做完，或者三個月便有結果。」梁幹莊說：「……當年可能以發展經濟為主，純科學研究不是很受重視，主要集中在應用方面。」潘振聲坦言香港仔實驗室的實驗未必極具震撼性或受到廣泛報導，但他認為仍具科學意義。「即使其他地方做過的實驗有同樣結果，在這裏會否一樣呢？我們可以推算，但實際也要做一次。因為科學探究的精神，要大家一起參與，科學是慢慢累積出來的，一個特別的科研成果背後，是很多科學家累積出來的成果。而每一點一滴亦讓我們了解大自然更多。」
全港唯一地下實驗室 世界罕有
潘振聲憶述參與大亞灣實驗時，與國際專家討論，才發現香港仔隧道實驗室的珍貴。「原來有地底空間做一個實驗室不是那麼容易，全世界不是很多地方都有。以大亞灣實驗室為例，要重新開墾一條隧道，掘一個新實驗空間；我們擁有這個實驗空間，其實很幸運。」
不過，與大亞灣實驗室的規模相比，梁幹莊笑言是「小巫見大巫」：「一個探測器已經比整個香港仔實驗室大。」他又補充，過去數年，校方曾向政府提出，在大嶼山興建地底實驗室，進行世界級的粒子實驗。初步計劃，實驗室規模與大亞灣實驗室相若。「當然涉及資金非常龐大，我們交了報告書，政府顧問亦做了可行性研究。」惟討論暫時沒有進展。