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以下轉貼自中時奇摩網
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科學家宣佈發現τ微中子

【閻紀宇／綜合21日外電報導】　

    物理學界又創下一項豐功偉業。一個國際性的研究團隊在廿日宣佈，他們發
現了一種極難偵測的次原子粒子：τ微中子（tau neutrino，τ為希臘文第十九
個字母，相當於英文的T）。 科學家相信這種粒子是組成所有物質的基石之一，
而且是最後被發現的一種。

    這個研究團隊由五十四位來自美國、日本、韓國、希臘的物理學家所組成，
他們在一九九七年進駐芝加哥郊外美國能源部所屬的費米國家加速器實驗室，進
行這項名為「直接觀測τ微中子」（Direct Observation of the Nu Tau）的實
驗計劃，如今終於斐然有成。研究團隊的發言人朗德博格表示：「我們終於找到
直接證據來證實τ微中子是自然界的基石之一，而且它與其他粒子的交互作用也
符合現行的科學理論。」

    根據「粒子物理學標準模型」（Standard Model of Particle Physics），
構成所有物質的基石共有十二種粒子，而τ微中子是最後一種以實驗證明的。粒
子物理學標準模型試圖以單一理論來涵蓋所有基本粒子與作用力，現在十二種基
本粒子全員到齊，但這些粒子間的作用力仍然神秘難解。

    史丹佛大學物理學家珀爾（Martin Perl ）於一九七八年率先以理論推測τ
微中子的存在，並因為發現與τ微中子關係密切的「τ輕子」（τlepton?^而於
一九九五年榮獲諾貝爾物理學獎。他在得知「直接觀測τ微中子」實驗的成果之
後表示：「這項相當困難的實驗開拓了一個全新的世界。τ微中子的交互作用可
能與其他的微中子稍有不同，我們將因此有機會更瞭解其他所有的粒子。」

    宇宙中微中子無所不在，以近乎光速的速度四處飛散，每一秒鐘就有數百億
個微中子穿越地球。但微中子不帶電荷，而且質量大概只有電子的百萬分之一，
因此極難偵測。τ微中子是第三種可能也是最後一種微中子，前兩種「電子微中
子」（electron neutrino）與「μ微中子」（muon neutrino）分別於發現於一
九五六年和一九六二年。雖然物理學家早已從理論推知τ微中子，但是其實驗證
明仍是困難重重。相關的數學計算從一九九三年才開始；一九九七年，芝加哥費
米實驗室的科學家利用環形粒子加速器，將一道密集的微中子光束射向一具偵測
器，構成這具偵測器的鐵板上塗有照相乳膠，然後科學家就分析乳膠上留下的六
百萬條軌跡。　研究人員運用電腦輔助攝影機將粒子留下的軌跡轉成三度空間影
像，逐漸縮小範圍後，他們發現四道清晰的τ輕子軌跡，這就是τ微中子碰撞所
引發的結果。珀爾解釋說：「微中子因為不帶電荷，所以無法直接偵測。但是τ
微中子碰撞後會產生τ輕子，留下讓科學家偵測到的軌跡。」

    目前全世界有許多微中子實驗正在進行中或計劃中，其成果都可能深刻影響
科學界對於自然界最基本組成原素的認識，甚至將影響科學家以「統一理論」來
解釋萬物原理的探索之旅。




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