陳健邦觀點:日本物理界的壯舉─從神岡微中子到ILC計劃

2015-10-21 06:10

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從左到右:1965年諾貝爾獎得主朝永振一郎及共同獲獎的理察·費曼及朱利安·施溫格。(維基百科)
從左到右:1965年諾貝爾獎得主朝永振一郎及共同獲獎的理察·費曼及朱利安·施溫格。(維基百科)

小柴昌俊拿到美國的博士之後,回到東京大學任副教授,但不吃香。當時,日本沒有高能量的加速器,小柴昌俊的幾位學生:須田英博、戶塚洋二、折戶周治、鈴木厚人都被派去德國、義大利合作,從中學習累積了儀器設計和實驗數據分析的技術。這四位是小柴昌俊的第一代骨幹學生,成為日本高能物理學界獨領風騷的學派。可惜其中三位都壯年早逝,可說是物理學界中的過勞死族群。梶田隆章受業於小柴昌俊、戶塚洋二,算是第二代學生了。

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小柴曾經說「在我的弟子當中,有二人夠格得諾貝爾獎」。2007年,亞瑟·麥克唐納和戸塚洋二共同獲得富蘭克林獎章,被認為離諾貝爾獎只差一步了。不幸,2008年7月,戶塚洋二因大腸癌去世。小柴在《文藝春秋》撰文追悼說,「戶塚只要再多活十八個月,必能獲得諾貝爾獎」。2014年,美國《今日物理》(Physics Today)預測,因戶塚洋二已故,梶田隆章可望與亞瑟·麥克唐納共享諾貝爾物理獎。這一預言終於實現。

鈴木厚人也是超級神岡探測器的主要研究人員,做出許多提升超級神岡探測器性能的貢獻。其實這些大團隊的合作實驗,追求靈敏度的一再提高,許多成果,往往是建立在別人的心血之上。

梶田隆章在得獎後,回到東京大學的安田講堂說:「在實驗現場日夜不休進行研究工作的是研究生和技術人員,這是結集了非常優秀的年輕力量才得到的成果,才有諾貝爾獎的成就。」對東京大學深表謝意。

振興東北的雄圖:ILC計劃

在歐洲CERN的大強子對撞機(LHC)實驗發現希格斯粒子之前,國際高能物理學界就寄望能早日建造下一世代大型實驗設施「國際直線對撞機」(ILC),扮演「希格斯粒子工廠」的角色。此國際合作計劃,經專家小組研究八年之後,完成初步設計,提出計劃書,打算建設全長31公里(可再延長至50公里)的直線隧道型超高能量的正負電子對撞機,並在世界各地進行研究基地的選址。日本的選址評估小組建議以日本東北岩手縣的北上山地為基地。

在311東日本大震災之後,東北人士不只是期望「復原」,而是有所突破振興。在許多學術會議、電視宣傳、說明會之後,岩手縣人士大力推動,將這項建設視為311東日本大震災災後重建事業的一環。又說,ILC計劃若能在日本成功進行,日本會成為一受人尊敬的國家。物理學界則希望,能在CERN之後,在日本打造出另一高能物理研究的聖地。

此計劃預估耗資50億至100億美金,環境整理和儀器設備的建設需費時十年,研究工作再進行十年。估計可吸引一萬名國際專家移居日本,研究園區可形成一國際化的新市鎮,對日本社會改造發揮影響,並提供25萬人的工作機會。因建設經費的約半數費用由興建地國家負擔,因此歐美國家對於爭取建設顯得消極。啟動之後,又有預算增加的疑慮,日後的營運也要巨大的支出。雖然高能物理學界極力遊說,日本政府在徵詢「日本學術會議」的意見之後,決定暫不向國際提出申請。

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