物理學系建造的「前置量能器」達到功能指標

為使教學研究成果與社會分享，訂於四月二十九日星期四上午十時在校總區第二行政大樓(農化新館)第四會議室舉行八十七學年度第三次學術研究成果說明會，由陳維昭校長主持，並由理學院物理學系侯維恕教授介紹「日本『Ｂ介子工廠』第一個對撞事例」的研究成果。歡迎有興趣的師生蒞臨.

物理學系侯維恕教授指出,目前全世界有兩組「Ｂ工廠」(日本及美國史丹福)，本校高能物理組參與日本筑波科學城KEK高能實驗室的研究，首先看到「Ｂ工」的第一個對撞事例，宣告本校建造的「前置量能器」(EFC)本身可達到功能指標。為了解宇宙中只見物質（包括你我！）卻不見反物質之謎，日本與美國分別投資四、五億美元建造新對撞機並組成數百人之實驗團隊，研究由第三代b夸克所構成之「B介子」衰變時的「CP破壞」現象。這個太平洋兩岸的競爭架勢，自今年暑假起，將進入白熱化階段。然而，參與在日本筑波科學城KEK高能實驗室之台大團隊卻拔得頭籌，首先看到「B工廠」的第一個對撞事例。要探討本身如迷霧般的CP破壞現象，必須要量產數以億計之B介子以仔細研究其變特性，因此，此類設施被戲稱為「B工廠」。台大參與在日本KEK之BELLE實，而競爭對手則為美國加州史丹福加速器中心的BABAR實驗，兩者均自1994年起開始興建，並均將在5月份正式啟用。台大高能物理組的選擇，除了區域合作之考量外所提出之小角度「前置量能器」（EFC）為BELLE實驗組接受，並成為完全由台灣設計、建造之子偵測器系統。在國科會經費支持下，經過四年之努力，「部分EFC」已於去年起參與日本「B工廠」加速器之啟動。

KEK於2月5日初次以極低之束流試行對撞，看到微弱之訊號便趕緊召開記者會，宣布「對撞成功」。但真實高束流之對撞，直到3月下旬，方才進行。3月26日早晨之對撞，無獨有偶的巧遇地震而中斷，但由台大建造之EFC仍一舉偵測到8個正負電子散射之事例，證實對撞發生。因著這個重要進展，此事例立即以封面刊登在日本「高能新聞」3月號上，可見日方對此成果之重視。在加速器啟動階段結束前，KEK於 4月17日又再度試行更高束流之對撞。此時正電子束控制不易，可由EFC監測到高背景清楚反映出來。清晨八點左右，因背景甚低，加速器人員調動正電子束試著與電子束交會，卻不能確知對撞發生與否。然而台大製作之EFC自8點25分起，非常清楚的看到10餘個正負電子散射之事例，確實超過背景，且符合正負電子散射之特徵，因而確證對撞之發生並可算出當時束流對撞之亮」。此一事例有何重要性？首先它是全世界兩組「B工廠」（包括史丹福）的第一次對撞事例，並宣告台大建造之EFC本身達到功能指標。EFC的初期任務便是協助加速器調高最寶貴的亮度。在「B工廠」的競賽中，首要目標便是高亮度。誰的亮度高誰就能得到最大量之B介子。也只有這樣才能在關乎宇宙源起的「CP破壞」研究競賽當中獲勝。

日本KEK及美國史丹福的B工廠均將自五月份起正式運轉，爭取在暑假結束前能有初步的結果。目前「全EFC」與BELLE均在組裝中，EFC並將成為BELLE偵測器之一部分，並裝到對撞點。五月下旬起，加速器再度運轉，EFC將肩負進一步協助加速器達到亮度目標之重要任務。台大高能團隊亦已備戰多日，將在未來三年B物理與CP破壞研究之高峰期，與世界先進一拚成果，盼望能交出更漂亮的成績單。