證實B介子衰變雙渺子 物理界30年大突破

2015-05-15 聯合報 記者陳皓嬿／台北報導

    繼前年看見並證實「上帝粒子」希格斯粒子存在後，歐洲核子研究組織（CERB）又有重大發現。物理學家證實B介子（B0s）衰變成雙渺子現象。這個事件發生的機率極度低，只有十億分之四。這項實驗結果證實了「標準模型」理論的預測，是物理界卅年來的大突破；在現今宇宙基本理論百家爭鳴下，再次鞏固標準模型理論的權威地位。

    「標準模型」是物理界迄今對宇宙萬物為何存在，所能提出最完整的解釋。模型預測由哪些基本粒子組成宇宙，並描述這些基本粒子，如光子、夸克、希格斯粒子的特性。
    模型的預測相當精確，卅年前預測存在的粒子，大多已被人類發現；但有些現象標準模型仍無法解釋，因此想踢館的科學家不少。
    其中一項挑戰，就是模型預測「B介子衰變過程中，十億次裡只有四次會衰變成雙渺子」，但至今從未觀察到此現象。踢館的科學家認為，如果B介子衰變成雙渺子的次數超過十億分之四，那標準模型可能是錯的。
    二○一一年，CERB的大強子對撞機（LHC）開始觀測B介子衰變現象，二○一三年，其中兩個實驗站CMS和LHCb，都各自公布B介子的衰變結果，雖結果相近，但因資料量不夠大，所以精確度不足。
    去年擔任CMS「B物理」計畫召集人的台大物理系教授陳凱風，發想將兩個實驗站的數據合起來，聯合分析，讓資料量夠大。聯合分析出的結果精確度終於達到標準，每十億次的B介子衰變，會產生的雙渺子次數差不多是四次。
    陳凱風說，觀測數據有有上千億筆，因此光是報告中的一張圖表，可能就要用三百個電腦CPU，跑一周才能運算得出來，許多分析都是由台大物理系教授侯維恕的實驗室，用運算電腦叢集跑的。
    研究成果登載在十三日自然（Nature）期刊。

新聞辭典／B介子與渺子
B介子：是由基本粒子「夸克」當中的「奇夸克」和「反底夸克」，或是「下夸克」和「反底夸克」所組成的粒子。B介子極度不穩定，容易衰變；在衰變過程中產生各式各樣的粒子，包括出現機率極低的雙渺子。
渺子：可被視為「質量重一點的電子」，存在於宇宙射線中，也是不穩定的粒子，會衰變成一個電子和一個微中子。