建立科研合作新模式打造國際優勢研發能力 科技部推動建立台灣高能物理聯合實驗室

新網記者林彥才台南報導
2021/1/21 下午 02:45:15 / 電腦實境

　科技部今(21)日在台南舉辦台灣高能物理研討會，並在會中進行「台灣高能物理聯合實驗室」的啟動典禮。由科技部自然科學與永續發展司司長羅夢凡、十多位產業界代表及國內參與高能物理實驗的學術界人士共同見證這一個重要的研究平台跨出第一步，預期未來將發展成一國家級永續經營之專家團隊系統與關鍵核心設施，加強中長程高能探測器技術與研究開發，帶動相關科技與經濟發展。

自左至右為東華大學教授鄭嘉良、中研院研究員侯書雲、台灣大學教授呂榮祥、科技部自然司司長羅夢凡、台灣大學教授裴思達與中央大學教授郭家銘。(科技部提供)

　高能物理研究的對象是組成物質的最基本的粒子，以及粒子之間的交互作用。高能物理實驗大多在全球少數的大型加速器實驗室，以大團隊國際合作的方式發式進行。國內團隊參與高能物理實驗已有20多年的歷史，科技部極為重視這個基礎科學領域之發展。經過多年的努力，國內團隊各自發展特殊的探測器技術，並與業界保持良好的互動，在探測器的建造上維持了一定的競爭力。然而，近年來加速器的進展和實驗技術的發展，讓高能實驗的規模快速增大，建造探測器所需要的經費、設備與人力也隨之提高，已經超過任一研究單位所能單獨負擔。因此，科技部與研究團隊尋找新的模式，以因應這個大環境的變化。高能聯合實驗室的概念因此產生。

　聯合實驗室的構想，是建立一個平台，將各團隊獨自發展的技術與設備納入，互相合作，分享資源與技術。同時，聯合實驗室將作為共同培養特殊技術人員的平台，累積經驗並繼續精進探測器研發技術。聯合實驗室建立後，所有高能物理團隊都可以參與使用，提升各團隊的國際競爭力，能夠以有限的經費，在國際大型實驗中扮演重要的角色。

台灣高能物理聯合實驗室將成為國際重要的探測器研發中心

　一個最為大家熟知的高能實驗室是位於瑞士的大強子對撞機(LHC)。這個加速器對撞機安裝在周長27公里的地底隧道中，讓質子加速到7兆電子伏特的動能後對撞。對撞過程中動能被轉換成數千個基本粒子。科學家們製造大型儀器以觀測這些粒子，從而理解基本粒子的運行法則。LHC上有4個大型儀器，台灣的團隊參與了其中的CMS實驗和ATLAS實驗。LHC最重要的貢獻就是在2012年發現了俗稱為「上帝粒子」的希格斯粒子，台灣團隊在這個過程中做出許多的貢獻。

　2018年起，LHC開始規劃一個重要的升級計畫，預期在2023年啟動，目的是將LHC的亮度提高30倍。對應的，LHC上的探測器也進行大規模的升級計畫，以應對更加複雜的對撞樣態。CMS實驗的升級計畫中，以「高粒度量能器」取代原有前後向量能器。新的量能器由數萬片矽偵測器組成，需要精密的大型半導體晶片的組裝測試能力。科技部補助這項升級計畫，運用先進技術與設備，順利爭取成為CMS高粒度量能器的主要生產中心之一，顯示台灣團隊的研發能力具有很強的國際競爭力。

　台灣團隊在CMS的成功經驗，同時帶動了2019年位於美國布魯克海文國家實驗室的STAR實驗和sPHENIX實驗，將部分的探測器模組移到台灣來生產，同時也證明我國團隊確實已達到世界一流的探測器研發水準。

　未來聯合實驗室將持續擴大研究能量，整合各單位，取得加乘效果，針對客製化的實驗電子系統方面，建立研發與生產能力，以配合探測器的發展。另外，大數據的處理也是高能物理的重要工作，聯合實驗室也將在這個方面著力，建立完整的物理分析支援體系。

台灣高能物理聯合實驗室的啟動顯示科技部重視基礎科學的發展，並以創新思維，強調團隊合作與重視資源使用效率的實踐精神，來應對國際上日益強勁的科技競爭。科技部林敏聰次長期許：「我們希望在不久的將來，國際大型的科學計畫，能夠主動邀請台灣高能物理聯合實驗室的積極參與，讓台灣對全球基礎科學的發展，做出重要的貢獻」。