國際直線對撞機 將採低溫超導技術

2004.08.22 中國時報
閻紀宇/綜合廿一日外電報導

在中國大陸北京舉行的第卅二屆「國際高能物理會議」昨天宣布，最新一代的基本粒子加速器「國際直線對撞機」（ILC）將採用低溫超導技術。不過對撞機興建的時間與地點尚未確定，美國、德國與日本正全力競逐，國際科學界希望地點能在今年之內決定。

這項籌畫超過十年、預計耗資至少五十億美元的跨國合作計畫，未來可望協助物理學家完成多項夢寐以求的目標：揭開「希格斯玻色子」（Higgs bosons）的真正面目、修補基本粒子交互作用「標準模型」（standard model）的缺陷、探索宇宙中「暗物質」（dark matter）的身世之謎、釐清四維時空之外的更高維空間是否存在。

「希格斯玻色子」是一種神祕的亞原子粒子，被認為是物質質量之源，所以有「上帝粒子」之稱。這種宇宙大爆炸時產生的粒子與宇宙中的普通物質相互作用導致它們有了質量，咸信恆星、行星和宇宙都是以這種方式產生的。這種粒子只有當更大的亞原子粒子在極高能量作用下被徹底粉碎時，才有可能看到它的蹤跡。

「國際未來加速器委員會」（ICFA）主席多爾芬教授昨天表示，國際直線對撞機將採用由德國的ＤＥＳＹ實驗室研發的技術，在攝氏零下二七一度（絕對溫度兩度）、電阻幾乎為零的狀態下運作，將可以有效降低上一代環型加速器的能量損失情形。至於原本也被委員會列入考慮的常溫運作Ｘ波段加速結構，已經確定出局。

對撞機主體是兩臺相互貫通的大型直線加速器，分別將電子與正子（電子的反粒子）沿著兩條長達十五公里、內壁以鈮（Nb）元素構築的地下管道，加速到兩千五百億電子伏特的能量，然後在交界處對撞，讓科學家研究對撞過程中產生的新粒子與物理現象。

英國牛津大學實驗物理學家佛斯特教授指出，國際直線對撞機可望開拓出全新的科學領域。讓物理學家期盼已久的希格斯玻色子現身，解決標準模型無法詮釋的粒子質量問題。此外，約佔宇宙所有物質二三％的暗物質，其可能的主要成份－中性伴隨子（neutralino），如果也能在電子與正子的對撞中產生，意義將極為重大。

目前國際間另一項備受矚目的對撞機計畫，是「歐洲核子研究組織」（CERN）主導的「大型強子對撞機」（LHC），地點位於瑞士日內瓦，二○○七年開始運作之後，可望在其長達廿七公里的環型隧道中，製造出類似宇宙黑洞的狀態。