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今年9月，全世界媒體的科學報導都聚焦在瑞士日內瓦的歐洲核子研究組織（CERN），因為一個全新的高能加速器於9月10日正式啟用了。CERN花了近20年的時間、匯聚全球頂尖物理學家之力建造完成的大型強子對撞機（LHC），是史上最大規模的科學實驗。不同於早期放得進一間普通房間的加速器，LHC大到需要一個周長達27公里、橫跨法國與瑞士兩國的地底隧道，裡面放滿了超導磁鐵。比起前一代的加速器，LHC將把質子加速到7兆電子伏特，能量提高了近10倍，大幅拓展了我們對基本粒子的研究能力。 LHC的啟用，象徵著基礎物理研究前進了一大步，我恰好在CERN參與有關的研究，有幸親身經歷這一刻。
科學無國界
建造這麼大的加速器，除了得依靠CERN研究加速器50年來所累積的經驗和技術，資金更是另一個重要問題。LHC的造價超過20億美元，還不包含約15億美元的探測器，沒有一個國家的科學預算能支援這樣龐大的工程。幸好CERN是由歐洲各國共同出資成立的國際性組織，得以順利將來自80多個國家的科學家、工程師、學生組成國際團隊，並取得各國政府的支援，共同建造、共用成果。
這裡就像一個沒有國界的大同世界，科學家爭的是技術細節與設計方案，而不是國家、民族或政治的界線。美國和蘇聯的團隊早在蘇聯解體前就在CERN合作無間，來自台灣的科學家和大陸的科學家在CERN比鄰而居，共同研究也已經超過20年了。
9月10日上午九時，LHC的控制室裡擠滿了人，負責操作的物理學家和加速器專家在各自的電腦螢幕前，專注地調整各項參數，後方則規劃為媒體區，讓各國媒體實地觀看啟動過程。其他大部份的物理學家，包括我在內，就擠在CERN的大講堂，觀看由控制室傳來的實況轉播。開始運轉前，計畫總負責人艾萬斯（Lyn Evans）與CERN的主任艾莫（Robert Aymer）簡單致詞，接著就由艾萬斯指揮，啟動LHC的首次運轉。
第一道質子束流起跑
第一個步驟的目標是讓質子繞行27公里的環狀束流管一圈。若想順利達成，LHC內部數千個大型超導磁鐵都必須運作正常，數百萬個各種零件也都不能出現任何差池。艾萬斯在致詞時，特別提到上一個大型加速器「大型電子正子對撞機」（LEP），光在這一步驟就花了整整12個小時。
這個步驟將LHC劃分為八段，首先讓質子通過第一段約3公里的路程。當螢幕上突然閃動了一個光點，代表質子已經到達第一段的尾端，所有人都不自禁地鼓掌叫好。接著，第二段和第三段也順利通過，粒子束 韉竭_第四段，只花了半個小時。第四段的尾端是LHC上所裝設的兩個大型探測器之一：緊湊渺子螺管偵測器（CMS）。不久，CMS控制室傳來好消息，他們已經看到束流粒子的訊號，並用以調整探測器的參數。
LHC控制室隨即將束流繼續送往第五段和第六段，沒有碰到任何問題。在第六段和第七段中，一度看到較大的震盪，但是經過控制室的調整後，很快就恢復正常，進展之快使得我們旁觀者一度搞不清楚狀況，原來預期要花上一段時間的工作，在我們還來不及察覺時，就已經完成。忽然間，艾萬斯宣佈即將完成質子環繞一周的運行，大家屏息以待，數千人的目光都集中在顯示螢幕上，粒子訊號閃亮的瞬間，全場歡聲雷動，大家都用力鼓掌叫好，互道恭喜。對粒子物理而言，一個新的時代開始了。
【本文轉載自《科學人雜誌》2008年10月號】
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