卓越学科领域

利用高能粒子撞击研究物质的基本结构

利用高能粒子撞击研究物质的基本结构

拨款

  • 78.832万港元

暂定研究时限

  • 2019年至2027年

统筹院校

  • 香港中文大学(朱明中教授)

希格斯玻色子(俗称「上帝粒子」)的发现揭开了基础物理学黄金时代的序幕。希格斯玻色子是一种基本粒子,透过一种新的基本相互作用力,为轻子、夸克和弱力载体(W及Z粒子)赋予质量。

当今基础物理学的重要任务之一是测量和析述希格斯玻色子的性质,例如探索它与其他基本粒子的相互作用。假如希格斯玻色子与隐藏的粒子(如暗物质粒子)耦合,它还可能为传统物理学打开新窗。如许多新物理学理论预测,希格斯粒子甚或不止一个。在接下来的十年中,欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)将进行两次升级,以达到前所未有的14 TeV对撞能量和强度5-7x1034cm-2s-1,其对新物理的灵敏度将大幅提高。

凭着研资局协作研究金(CRF)过往三次的支持,项目团队已成为ATLAS大型国际粒子对撞实验组亚太地区核心成员,以及最活跃的粒子物理理论研究群组。团队将把握天时与地利,力求突破,冀能扩阔我们对物质基本结构的理解。研究团队对希格斯粒子进行了初步研究,测量它的自旋和宇称性质及其与标准模型粒子的耦合,并制订了突破传统物理樊篱的探测策略。

再者,团队开发了分析工具,并在香港建立了ATLAS计算中心。建基于中大团队在粒子物理的强项和经验,研究人员计划进一步探索希格斯粒子的特性、搜寻新物理、开发粒子物理理论、参予ATLAS探测器升级工作,为高能环形正负电子对撞机(CEPC)的研发作出贡献,并开发大数据计算和机器学习的改进技术。此项目走在基本粒子物理研究的最前沿,将会提升香港科研界的形象及其全球影响力,吸引学生学习STEM科目,并促进物理学、电子学、探测器开发、计算机和数据科学的跨学科研究。