探究宇宙大爆炸 成大參與美國布魯克海文國家實驗室STAR實驗組

【記者于郁金/連凱斐/臺南報導】過去只是理論與想像中存在於宇宙的「黑洞」，隨著照片曝光得以證實，顯示了宇宙與大自然中還有不少待證實與了解謎團，例如關係宇宙起源的宇宙大爆炸(Big Bang，又稱大霹靂)，以及大爆炸時所發生的事，正是物理學者們另一個積極探究方向；成功大學長期參與美國布魯克海文國家實驗室(Brookhaven National Laboratory,BNL)的STAR(Solenoidal Tracker at RHIC)實驗正與此有關，STAR實驗是世界上最重要的「重離子對撞」實驗之一，主要目的在研究量子色動力學的基本性質，以及夸克膠子電漿態特性，希望對宇宙大爆炸初期有更深刻研究與了解。

STAR實驗共有14個國家600多個科學家與工程師參與，共同探究大自然更多基本的物理現象；STAR實驗組現正執行「前置軌跡探測器升級計畫」，成大團隊日前受邀赴美參與研究會議，美方對成大負責的研究與進度十分滿意，預告在升級計畫告一段落後，希望成大繼續參與BNL於2030年展開的大型計畫「電子離子加速器」(Electron-Ion Collider,EIC)。

STAR實驗組前置軌跡探測器升級計畫，成大物理系助理教授楊毅負責升級探測器中支撐架設計與分析，以及探測元件的製作與測試，這些都是升級計畫的關鍵項目。楊毅表示，升級的目的就好像在一個小窗戶前看外面的世界，限制很多，為了看到更多景色，必須將窗戶開大。

STAR探測器運作時會產生不少熱量，需要有高效率散熱系統以及高精密複合材料結構，以避免溫度過高產生熱變形而影響實驗精準度，楊毅邀請成大機械系助理教授陳重德加入團隊，以協助熱傳導及熱變形分析，並引入漢翔公司，提供專業的複合材料製造經驗與技術。

楊毅、陳重德及漢翔公司莊永瑞經理等人，3月底至4月初應STAR實驗組發言人許長補教授邀請赴美參與研究會議，與STAR實驗組相關研究團隊面對面討論研究細節，包括探測器支撐架設計與分析的進度、設計方法是否符合要求等，成大的報告獲得高度肯定；STAR探測器升級計畫預計在3年後完成，BNL透露預定2030年就了解質子以及其他核子基本性質展開另一個大型計畫－「電子離子加速器」，希望成大屆時也能繼續參與。

BNL是世界上高能核物理研究的重鎮，許多基本粒子等發現都源於該實驗室，STAR實驗是世界上最重要的「重離子對撞」實驗之一。楊毅指出，成大長期參與不僅增加國際能見度，讓學生有機會接觸國際一流實驗，進而提高成大在物理高能實驗上的能力，實際成果可讓成大有更多實力，承接國內外更多更重要的研究計畫，同時也建立起成大強大的工學院與產學緊密結合，共同完成國際重大計畫的典範。

楊毅於2014年曾在STAR實驗組擔任博士後研究，之後返台進入成大物理系任教，但仍帶領研究團隊參與STAR實驗，2015年成大團隊成為STAR實驗正式一員，多年來派出多位博碩士生前往BNL，學生配合STAR實驗需要24小時值班蒐集數據，也參與討論與研究，表現獲得美方認同；促成2019年成大與BNL的STAR實驗組簽署合作備忘錄，由STAR提供學生住宿及部份生活費外，BNL研究員也會共同指導成大學生。