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國立成功大學

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探究宇宙大爆炸 成大參與美國布魯克海文國家實驗室STAR實驗組 

陳重德、莊永瑞、楊毅(由左至右)參訪美國BNL
陳重德、莊永瑞、楊毅(由左至右)參訪美國BNL
成大團隊參訪美國BNL拍下團體照
成大團隊參訪美國BNL拍下團體照
過去只是理論與想像中存在於宇宙的「黑洞」,隨著照片曝光得以證實,顯示了宇宙與大自然中還有不少待證實與了解的謎團,例如關係宇宙起源的宇宙大爆炸(Big Bang,又稱大霹靂)以及大爆炸時所發生的事,正是物理學者們另一個積極探究的方向。成功大學長期參與美國布魯克海文國家實驗室(Brookhaven National Laboratory, BNL)的STAR(Solenoidal Tracker at RHIC)實驗正與此有關,STAR實驗是世界上最重要的「重離子對撞」實驗之一,主要目的在研究量子色動力學的基本性質,以及夸克膠子電漿態的特性,希望對宇宙大爆炸初期有更深刻的研究與了解。

STAR實驗共有14個國家600多個科學家與工程師參與,共同探究大自然更多基本的物理現象。STAR實驗組現正執行「前置軌跡探測器升級計畫」,成大團隊日前受邀赴美參與研究會議,美方對成大負責的研究與進度十分滿意,預告在升級計畫告一段落後,希望成大繼續參與BNL於2030年展開的大型計畫「電子離子加速器」(Electron-Ion Collider, EIC)。

STAR實驗組前置軌跡探測器升級計畫,成大物理系助理教授楊毅負責升級探測器中支撐架設計與分析,以及探測元件的製作與測試,這些都是升級計畫的關鍵項目。楊毅表示,升級的目的就好像在一個小窗戶前看外面的世界,限制很多,為了看到更多景色,必須將窗戶開大。

STAR探測器運作時會產生不少熱量,需要有高效率散熱系統以及高精密複合材料結構,以避免溫度過高產生熱變形而影響實驗精準度,楊毅邀請成大機械系助理教授陳重德加入團隊,以協助熱傳導及熱變形分析,並引入漢翔公司,提供專業的複合材料製造經驗與技術。

楊毅、陳重德及漢翔公司莊永瑞經理等人,3月底至4月初應STAR實驗組發言人許長補教授邀請赴美參與研究會議,與STAR實驗組相關研究團隊面對面討論研究細節,包括探測器支撐架設計與分析的進度、設計方法是否符合要求等,成大的報告獲得高度肯定。STAR探測器升級計畫預計在3年後完成,BNL透露預定2030年就了解質子以及其他核子基本性質展開另一個大型計畫-「電子離子加速器」,希望成大屆時也能繼續參與。

BNL是世界上高能核物理研究的重鎮,許多基本粒子等發現都源於該實驗室,STAR實驗是世界上最重要的「重離子對撞」實驗之一。楊毅指出,成大長期參與不僅增加國際能見度,讓學生有機會接觸國際一流實驗,進而提高成大在物理高能實驗上的能力,實際成果可讓成大有更多實力承接國內外更多更重要的研究計畫,同時也建立起成大強大的工學院與產學緊密結合共同完成國際重大計畫的典範。

楊毅於2014年曾在STAR實驗組擔任博士後研究,之後返台進入成大物理系任教,但仍帶領研究團隊參與STAR實驗,2015年成大團隊成為STAR實驗正式一員,多年來派出多位博碩士生前往BNL,學生配合STAR實驗需要24小時值班蒐集數據、也參與討論與研究,表現獲得美方認同。促成2019年成大與BNL的STAR實驗組簽署合作備忘錄,由STAR提供學生住宿及部份生活費外,BNL研究員也會共同指導成大學生。(撰文/孟慶慈 圖片/楊毅提供)
維護單位: 新聞中心
更新日期: 2019-04-12
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