2013 十月號

第九十六期電子報  出刊日期:1021016   

科學新文摘

 


 

微中子 激發新物理 

 

 

解開微中子的秘密,將有機會揭起未知領域的面紗

 

 

微中子是最奇特的基本粒子,它似乎蔑視一切由電子與夸克這類性質清楚的粒子所設下的規律。由於質量輕盈且變化多端,極難被偵測到的微中子困擾了實驗學者數十載。直到今日,微中子的基本性質仍無定論。一些尚待釐清的問題包括:它們微小質量的來源、微中子反物質的本質與微中子的類型數目,以及它們如何在飛行途中轉換身分。揭露微中子的真實本性或許能夠引導我們邁向更加統一的物理理論。

 

僅有少數的物理學家能有幸為世界引入一種新的基本粒子。包立(Wolfgang Pauli)在1930年想到微中子這個概念時,內心的疑慮使他對此粒子有所保留。包立稍後告訴同事:「我做了件可怕的事,我假設有一種無法被偵測到的粒子存在。」

 

微中子確實難以捉摸,它如鬼魅般的本質,使它幾乎不受阻礙地穿越物質,包括那些物理學家在粒子探測器中所使用的材料。事實上,大部份微中子可俐落地穿透地球而不碰觸到其他粒子。不過包立的憂慮稍微誇張了些:微中子其實是可以被偵測到的,雖然需要花費極大的力氣並設計精巧的實驗才能成功。

 

微中子是最奇特的一種基本粒子:它們不能用來建構原子,也不會與其他物質作用;它們是唯一不帶電荷的物質粒子;它們非常輕,質量不到電子這種次輕物質成份的百萬分之一;此外,微中子還是所有粒子中最善變的,它們可在三種型態(或風味)間變換身分。

 

80多年來,這些微小粒子一直令物理學家感到驚訝。直至今日,一些關於微中子的根本問題仍懸而未決:微中子的風味真的只有三種,抑或更多呢?為何所有的微中子都如此輕?微中子的反物質是否就是它自己?為什麼微中子可以如此輕易變換身分?

 

針對這些問題所設計的新實驗,正在世界各地的粒子對撞機、核反應器,甚至廢棄的礦坑裡如火如荼地進行著。所獲得的答案,應該能對大自然的內在運作方式提供基本線索。

 

微中子的奇異特性可做為一盞明燈,指引物理學家邁向大統一理論──該理論除了重力之外,所有的粒子與作用力,都可用條理一貫的數學架構描述。標準模型是目前關於粒子與作用力的最佳理論,但它無法含括微中子的所有複雜性質,因而亟需擴展論述。

 

【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2013年第135期5月號】

 

撰文/赫希(Martin Hirsch)、帕斯(Heinrich Pas)、波洛德(Werner Porod)

翻譯/李沃龍


 

 


 

 

 

諾貝爾物理學獎:上帝粒子發現者

 

2013年諾貝爾物理學獎得主8日揭曉,由英國物理學家希格斯(Peter Higgs)
和比利時學者恩勒特(Francois Englert)獲獎,肯定他們找尋所謂「上帝粒子」的成就。
(圖取自諾貝爾獎基金會官網)

【中央社斯德哥爾摩8日綜合外電報導】

2013年諾貝爾物理學獎得主今天揭曉,由英國物理學家希格斯(Peter Higgs)和比利時學者恩勒特(Francois Englert)獲獎,肯定他們找尋所謂「上帝粒子」的成就。

物理學獎得主的公布時間比原定時間延後了一個小時,瑞典諾貝爾獎基金會沒有說明原因,只在網站上發布訊息說:「科學院還在開會。」這是指負責頒發物理學、化學與經濟學獎的瑞典皇家科學院。

諾貝爾獎醫學獎昨天揭曉,由美國籍的羅斯曼(James Rothman)、謝克曼(Randy Schekman)以及德國出生的居多夫(Thomas Suedhof)共同獲獎。

化學獎將於明天揭曉,文學獎10日見真章,和平獎則將於11日宣布,經濟學獎14日公布。

諾貝爾獎是1895年依照瑞典炸藥發明人諾貝爾(Alfred Nobel)的遺囑所設立,每個獎項的獎金為800萬克朗(約120萬美元)。

諾貝爾物理學獎:上帝粒子勝出

【中央社斯德哥爾摩8日綜合外電報導】

諾貝爾物理學獎得主今天揭曉,呼聲最高的「上帝粒子」發現者終獲肯定,由都已年逾80的英國物理學家希格斯和比利時的恩勒特獲獎,因為他們正確預言希格斯玻色子存在。

希格斯玻色子(Higgs Boson)又稱上帝粒子,可解釋基本物質質量。如果沒有希格斯玻色子,人類及宇宙中其他所有相連的原子不會存在,因此這項發現被譽為上個世紀最重大的科學成就。

 

全文網址:http://www.cna.com.tw/News/FirstNews/201310080050-1.aspx

 


 


 

學科中心近期研習活動

 

 主  題:自然領域數位化科學實驗演示南區教師工作坊
 日  期:102.10.17(四) 08:30~12:30
 地  點:國立高雄中學
 講座師資:全中平教授、學科中心種子教師 
 參加對象:中、小學對數位化科學實驗演示有興趣的教師

 主  題:102年度以縣市為夥伴學習群苗栗縣物理科教師增能研習
 日  期:102.10.25(五) 08:50~12:30
 地  點:國立苗栗高中
 講座師資:黃福坤教授 
 

 主  題:102年度以縣市為夥伴學習群臺中市物理科教師增能研習
 日  期:102.10.31(四) 13:00~17:10
 地  點:國立臺中一中
 講座師資:李傑信博士

 主  題:102年度以縣市為夥伴學習群新竹縣市物理科教師增能研習
 日  期:102.11.07(四) 13:00~17:10
 地  點:國立新竹高中
 講座師資:黃福坤教授

 

 

 


科學活動及演講

 

 主  題:穿梭天文學史兩千年──從托勒密到愛因斯坦
 報名日期:102年10月15日(週二)20:00~21:00
 參加對象:高中職教師、一般民眾 
 研習地點:誠品書店臺大店三樓(藝文閣樓) 

 

 主  題:操作中探索生活物理-針高創意實驗寶盒
 日  期:102年10月19日(週六)14:00~16:00
 地  點:誠品書店臺大店三樓(藝文閣樓)
 參加對象:對科學有興趣的大小朋友

 活動網站:http://registrano.com/events/fc42d4

 

 主  題:光學顯”奈”鏡-構思未來的光學顯微鏡
 日  期:102年10月25日(週五)14:00~16:00
 地  點:國立自然科學博物館 立體劇場藍廳
 參加對象:國高中以上之師生及一般民眾

 活動網站:https://docs.google.com/forms/d/1MGzdYYLQKTEWcVfQ0kKgZGO7Y5EDldBp8mEoeFwnk8s/viewform

 

 主  題:奈米光學新視界
 日  期:102年11月15日(週五)14:00~16:00
 地  點:國立自然科學博物館 立體劇場藍廳
 參加對象:國高中以上之師生及一般民眾

 活動網站:https://docs.google.com/forms/d/1MGzdYYLQKTEWcVfQ0kKgZGO7Y5EDldBp8mEoeFwnk8s/viewform

 

 

 

 

 

 

 

物理學科中心網址: http://physical.tcfsh.tc.edu.tw/physical/index.html
聯絡電話:(04)22226081轉811          聯絡信箱:physics@tcfsh.tc.edu.tw
聯絡人:  蔡沛霖