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✅2015/07/28 強子對撞機新證據 再打臉超對稱理論 (中央社)
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17年前的對撞機，終於在2028年要派上用場了!
中文逐字稿：
我這一生大部分時間都是一名科學家。事實上，我認為我生來就是要做科學家的。我在希臘雅典長大，對所有事物都抱持疑問。我曾好奇，如果我一直走到地球的邊緣，會發生什麼事。後來，我當然學到了，地球根本沒有邊緣。在學校裡，我喜歡科學和數學。數學有種確定性，讓我深受吸引。對我來說，能用數學來描述物理現象，是件很奇妙的事。用簡單而優雅的數學方程式，來描述我們周遭世界的複雜性。我房間裡有一套化學實驗組，我鄰居的孩子們都想知道我什麼時候會把房子炸掉，或者甚至把整個社區都炸了。我在 13 歲時讀了居禮夫人的傳記。我在高中時有一位了不起的女性物理老師，她正是我渴望成為的典範。我的母親和祖母會告訴我關於我那位神秘的物理學家叔叔的故事，他在美國有著輝煌的事業，直到他在 36 歲時不幸早逝。
然後，在密西根大學安娜堡分校，我攻讀研究所的地方，在圖書館的深處，我會翻閱書頁，學習關於粒子物理學，也就是研究構成我們周遭宇宙基本成分的學問。還有關於粒子加速器，那些強大的高科技機器，能將最微小的物質粒子推進到接近光速。我想知道，我們為什麼存在？我讀了關於傑出的物理學家和諾貝爾獎得主的故事。所有這些人都曾協助定義我們的領域。然後一晚，我偶然發現了一個熟悉的人。這是我神秘的物理學家叔叔喬治·杜斯馬尼斯 (George Dousmanis) 的照片，當時他是哥倫比亞大學的研究生，在 1950 年代末期。我從未以一個人的身分認識他，但我透過他的出版物，以及曾與他共事的教授們，認識了身為科學家的他。透過了解我的叔叔和他物理學的旅程，我感受到一種跨世代的連結，連結到所有在我之前的科學家，從居禮夫人，到我的叔叔，再到我的老師。現在我明白了。輪到我成為一名開拓者，一位物理學界的火炬手了。今天，我是費米實驗室的主任，美國國家粒子物理學與加速器科學實驗室。（掌聲）
今天，我在工作中得以問同樣的問題，那些我小時候在希臘和作為學生時問過的問題，只不過現在我還能回答其中一些問題。我們在費米實驗室，正在打造全世界最頂尖的實驗，試圖回答這個問題：我們為什麼存在？但我們無法獨自完成。「我們為何存在」這個問題，就像粒子物理學中的許多其他問題一樣，是深刻、困難且具挑戰性的。它們需要來自各種專業、背景、才華和經驗的人們，共同努力找出答案。這需要的不只一個村莊，需要的不只一個實驗室，甚至需要的不只一個國家。這需要整個地球來進行粒子物理學研究。讓我舉一些你們可能熟悉的現代國際科學合作的例子。第一個是歐洲核子研究組織（CERN），歐洲核子研究組織。CERN 是世界上最大的粒子物理實驗室，也是最受尊敬的研究機構之一。然後是國際太空站，它是史上建造過最大的太空站。還有詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，史上發射到太空最大、最強大的望遠鏡。就在芝加哥地區，我們正在建造 DUNE，它也加入了這份令人印象深刻的國際科學任務清單。DUNE 代表的是「深層地下微中子實驗」(The Deep Underground Neutrino Experiment)。它是由費米實驗室主持的。和 CERN、國際太空站以及詹姆斯·韋伯太空望遠鏡一樣，DUNE 從一開始就是一個真正的國際合作。事實上，DUNE 是第一個由美國能源部在美國本土主辦的國際大型科學計畫。而我們正在主辦它。所以，這四個例子，這些令人敬畏的國際科學任務，是由來自全球各地的人們共同創造的。它們為我們提供了推動我們認為可能的科學邊界的科學。但讓我們回到 DUNE。DUNE 合作計畫由來自 200 多個機構、超過 35 個國家外加 CERN 的 1400 多人組成。我們都為了共同追求知識而團結在一起。我們都在推動科學、工程和技術的邊界，以追求那個大問題的答案：我們為什麼存在？嗯，結果證明，這個問題的答案可能與一種稱為微中子的難以捉摸的粒子，對物理學基本定律的破壞有著深刻的關聯。
但讓我們先從頭說起。當宇宙在大霹靂中最初形成時，距今超過 130 億年前，科學家相信物質和反物質是以等量產生的。但如果是這樣的話，那麼物質和反物質會相互湮滅，只剩下純粹的能量。但顯然這沒有發生，因為你我今天都在這裡，而且我們是由物質構成的。所以一定發生了什麼事，避免了物質和反物質在宇宙非常早期的完全抵銷。我們不知道那是什麼，但無論是什麼，我們知道那是我們今天存在於此的原因。我們相信，微中子在這謎題的解答中扮演了重要角色。讓我們多談一點微中子。我們對微中子了解多少？首先，微中子是我們宇宙中的基本粒子。換句話說，它們不是由更小的部分組成的。它們也是物質最小的組成部分。它們的質量遠小於宇宙中任何其他帶質量粒子的質量。微中子也是宇宙中最豐富的物質粒子。它們與物質的交互作用非常輕微，非常微弱。事實上，現在就有數以萬億計的微中子正穿過你，而你卻渾然不覺。而且它們會振盪。這是什麼意思呢？微中子有三種類型，我們物理學家稱之為「味」(flavor)。但它們在從 A 點行進到 B 點的過程中，實際上會改變「味」。這種現象稱為「微中子振盪」。如果微中子的振盪與反微中子——它們的反物質粒子——的振盪有根本上的不同，那麼，微中子就違反了一項稱為「電荷共軛宇稱對稱性」(charge-parity symmetry) 的物理學基本定律。什麼是「電荷共軛宇稱對稱性」？它的概念是，如果粒子被它們的反粒子取代，並且它們被翻轉過來，就像宇宙在照鏡子一樣，宇宙的行為會是相同的。如果微中子違反了「電荷共軛宇稱對稱性」，如果我們發現了這一點，那將會是一個強烈的指標，指向為何在宇宙初期會產生不等量的物質和反物質，而那或許能解釋我們為何在此。所以，為了找出微中子是否違反 CP 對稱性，我們設計了最好的微中子振盪實驗。那就是 DUNE。DUNE 的起點是一個大膽的想法。如果我們在伊利諾州這裡的費米實驗室建造一個非常強大的粒子加速器，產生世界上最強的微中子和反微中子束流，然後我們把它們射向 800 英里外，穿過地殼，讓它們有時間振盪，射向南達科他州的巨大偵測器，這些偵測器位於地下一英里深處。DUNE 的數據將在全球共享，與所有合作者共享。振盪結果將被分析。如果我們發現微中子和反微中子的振盪有所不同，那麼我們就有了一個「確鑿的證據」，證明是什麼導致了宇宙初期的物質-反物質不對稱。DUNE 是決定性的微中子振盪實驗，它確實有潛力改變我們對微中子及其在宇宙中角色的理解。所以，在 2015 年，國際科學界，以美國和費米實驗室為首，承諾將 DUNE 變為現實。所以，十年過去了，我們現在在哪裡？就在費米實驗室這裡，與我們的國際夥伴一起，正在建造新的粒子加速器，以及 DUNE 實驗的部分組件。而在 800 英里外的南達科他州利德市，我們最近剛完成了挖掘巨大的洞穴，用來容納 DUNE 偵測器。
記住，微中子與物質的交互作用非常微弱，所以偵測器非常巨大，四層樓高、四層樓寬，長度相當於一個足球場。工程師們挖掘了 82 萬噸的岩石，從地下一英里深處。想想看，這些洞穴在地下一英里深。他們完全安全地完成了這項工作。這是一項工程奇蹟，在我們領域是前所未有的。DUNE 實驗將於 2028 年開始進行科學研究。我為即將看到的成果感到興奮，同時我也非常興奮能看到它啟動，看到整個實驗開始運作，因為沒有什麼比親眼見證科學在你眼前展開更美妙的了。而且我非常清楚，物理學界，甚至可能是整個世界，都將因此而不再一樣。但，還記得我叔叔喬治的照片嗎？在我初次看到它幾十年後，我再次看著它，帶著全新的理解和欣賞，對於我作為姪女、作為科學家、以及作為我們費米實驗室社群一員的傳承。在這張照片的背景中，有兩位著名的物理學家。左邊的是李政道 (T.D. Lee)，他在恩里科·費米 (Enrico Fermi)——我實驗室的命名者——的指導下，於芝加哥大學獲得物理學博士學位。李政道因其對宇稱不守恆的研究，於 1957 年獲得諾貝爾物理學獎。右邊的是利昂·萊德曼 (Leon Lederman)，費米實驗室備受讚譽的第二任主任。萊德曼博士因在 1962 年發現其中一種微中子類型而獲得諾貝爾獎。這兩項開創性的發現，對於 DUNE 的科學都是基礎性和根本性的。當我還是一名研究生，第一次看到這張照片時，我幾乎不知道，它會與我四十年後注定要服務的使命如此緊密地交織在一起。但，更重要的是，這顯示出任何科學事業，即使像 CERN、費米實驗室和 DUNE 這樣令人驚嘆和印象深刻的事業，都需要無數人的奉獻和艱辛努力，跨越數十年的時間。在大科學領域的成功，真正地涵蓋了每一個人，從諾貝爾獎得主到科學家、工程師、技術人員，也包括行政人員、學生，以及每一位對科學充滿熱情和支持的公眾成員。因為我們都受到回答科學中重大問題的渴望所驅動，而有這麼多美麗的重大問題等著我們去回答，例如：我們為什麼存在？你，會成為其中一部分嗎？（掌聲）
——————–微中子是什麼—————————–
微中子，英文是 neutrino，是一種基本粒子，帶有自旋，但沒有電荷，質量非常小，甚至可以說趨近於零。 由於它不帶電且質量極小，微中子很難被偵測，因此有「幽靈粒子」之稱。
詳細說明:
定義:
微中子是一種基本粒子，屬於費米子，自旋量子數為1/2。
特性:
不帶電: 微中子不帶有電荷，因此不受電磁力的影響。
質量極小: 微中子的質量非常小，儘管有證據表明它們確實有質量，但質量非常小，甚至可以說趨近於零。
穿透力強: 微中子可以穿透大量的物質，包括地球，這使得它們很難被偵測到。
英文名稱:
Neutrino，這個詞來自意大利語，意為「微小的中性粒子」。
別名:
由於微中子很難被偵測，所以也有「幽靈粒子」或「鬼粒子」的稱號。
重要性:
微中子在宇宙中大量存在，並且在許多物理過程中扮演著重要角色，包括β衰變、恆星演化和宇宙射線的產生。
研究:
科學家們正在積極研究微中子，希望能更深入地了解它們的性質，以及它們在宇宙中的作用。