卓越學科領域

利用高能粒子撞擊研究物質的基本結構

利用高能粒子撞擊研究物質的基本結構

撥款

  • 7,883萬港元

暫定研究時限

  • 2019年至2027年

統籌院校

  • 香港中文大學(朱明中教授)

希格斯玻色子(俗稱「上帝粒子」)的發現揭開了基礎物理學黃金時代的序幕。希格斯玻色子是一種基本粒子,透過一種新的基本相互作用力,為輕子、夸克和弱力載體(W及Z粒子)賦予質量。

當今基礎物理學的重要任務之一是測量和析述希格斯玻色子的性質,例如探索它與其他基本粒子的相互作用。假如希格斯玻色子與隱藏的粒子(如暗物質粒子)耦合,它還可能為傳統物理學打開新窗。如許多新物理學理論預測,希格斯粒子甚或不止一個。在接下來的十年中,歐洲核子研究中心(CERN)的大型強子對撞機(LHC)將進行兩次升級,以達到前所未有的14 TeV對撞能量和強度5-7x1034cm-2s-1,其對新物理的靈敏度將大幅提高。

憑着研資局協作研究金(CRF)過往三次的支持,項目團隊已成為ATLAS大型國際粒子對撞實驗組亞太地區核心成員,以及最活躍的粒子物理理論研究群組。團隊將把握天時與地利,力求突破,冀能擴闊我們對物質基本結構的理解。研究團隊對希格斯粒子進行了初步研究,測量它的自旋和宇稱性質及其與標準模型粒子的耦合,並制訂了突破傳統物理樊籬的探測策略。

再者,團隊開發了分析工具,並在香港建立了ATLAS計算中心。建基於中大團隊在粒子物理的強項和經驗,研究人員計劃進一步探索希格斯粒子的特性、搜尋新物理、開發粒子物理理論、參予ATLAS探測器升級工作,為高能環形正負電子對撞機(CEPC)的研發作出貢獻,並開發大數據計算和機器學習的改進技術。此項目走在基本粒子物理研究的最前沿,將會提升香港科研界的形象及其全球影響力,吸引學生學習STEM科目,並促進物理學、電子學、探測器開發、計算機和數據科學的跨學科研究。

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