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  • 物理雙月刊 [第42卷6期]:撞出最核心的秘密 電子, 離子對撞機計畫
  • 點閱:275
  • 作者: 雜誌編輯團隊編
  • 出版社:台灣物理學會
  • 出版年:2020.12
  • 格式:PDF,JPG
  • 附註:雙月刊
租期7天 今日租書可閱讀至2021-12-05

本期內容簡介
 
總編輯的話
 
19世紀末湯木生(Joseph John Thomson)發現電子、20世紀前葉拉賽福(Ernest Rutherford)、查兌克(James Chadwick)分別發現質子與中子後,基本的原子模型已蔚然成形。其中拉賽福的原子核轟擊實驗,更是開創了其中一支核物理的實驗研究方法。簡單說,要研究一個粒子或是多粒子組成的系統,就拿另一個粒子把它給轟碎!然後檢視其中飛濺的碎片特性,包含電性、質量、自旋、半衰期等量值,來了解粒子的組成。他所使用的概念,相較於另一類的研究方法,例如等待粒子衰變、捕抓宇宙射線而言,可以說是相對直接且可控,不過在實際的實行上卻是難度重重。試想一下,如果原子核或是質子、中子等粒子是容易可以被轟擊而破碎,那麼世界上大部分的物質都將長期的處於崩解的危機中。因為隨機的自然放射線如宇宙射線、礦物的放射線都可能破壞這些粒子或是多粒子系統的結構!因此從事這樣的實驗,均需要將當作子彈的轟擊粒子加速到具有相當大的能量,方能成功的裂解研究目標。

在基本的原子核架構了解並在量子力學將其完善後。下一個問題就是電子、質子、中子的大小與是否有內部結構?目前已知,電子基本上可以視為一個點粒子,以目前量測技術的極限,至少推斷其半徑不會超過10-22公尺。因此其內部結構的探究已經超出目前的技術範疇。而質子(兩個上夸克加一個下夸克)、中子(兩個下夸克加一個上夸克)則具有內部結構,可以使用撞擊的方法得知其組成。特別是質子,近年來對其半徑的確實大小有不少的爭議。透過光譜法與核散射技術得到的質子半徑約為8.77×10−16公尺,但是最新的緲子氫實驗法,得到的半徑卻約略是8.42×10−16公尺。比前述的兩種法小了4 %!因此如果能夠更加精確的了解其內部的組成物,包含質量、電荷、組成物的距離等等資訊,或許也就可以合理的解開這個質子半徑之謎。
因此為了精確的研究這些粒子,設計良好的對撞機就變得相當重要。美國能源部在2020年選定了布魯克海文國家實驗室(Brookhaven National Laboratory) 來興建電子離子對撞機 (Electron Ion Collider, EIC)。在本期的物理專文中,中研院物理所的章文箴研究員,與中原大學的高崇文教授將針對設備規劃與如何應用其作科學研究的詳細介紹。特別是長期在「阿文開講」中講述人物歷史故事的高崇文教授,將在本期中展現其另一面的科學專長,為我們介紹如何研究質子內部的物理方法。因此為了精確的研究這些粒子,設計良好的對撞機就變得相當重要。美國能源部在2020年選定了布魯克海文國家實驗室(Brookhaven National Laboratory) 來興建電子離子對撞機 (Electron Ion Collider, EIC)。在本期的物理專文中,中研院物理所的章文箴研究員,與中原大學的高崇文教授將針對設備規劃與如何應用其作科學研究的詳細介紹。特別是長期在「阿文開講」中講述人物歷史故事的高崇文教授,將在本期中展現其另一面的科學專長,為我們介紹如何研究質子內部的物理方法。
在本期的百款物理人中,我們也會介紹一位特別的人物-台大應用力學所江宏仁副教授。江老師在國內科普教育界相當知名。特別在於他經營的臉書「科學Maker」社團,不但有超過7萬人的粉絲。同時也吸引了一大批志工加入製作手機顯微鏡的行列。他推廣的手機顯微鏡不但簡單易用,同時在各級學校的普及率也相當的高。使得許多的大小朋友都能輕易地進入這個微觀下的世界,並激起對科學的興趣。記得江老師第一版的手機顯微鏡,總編輯本人還曾經贊助過一台呢!因此讓我們在雙月刊中,也來了解一下江宏仁老師推廣手機顯微鏡的心路歷程吧!


雜誌簡介
 
物理雙月刊的誕生
物理雙月刊前身為「中華民國物理學會通訊」,為提供本會會員彼此聯絡之用。後因會員深感國內尚缺乏一專門介紹物理發展及新知之刊物,乃於民國68年7月正式創刊,名為「物理季刊」,每三個月出刊一次,並請吳大猷先生特為本刊封面親筆提字。民國76年6月改名為「物理會刊」,每兩個月出刊一次。至民國82年再改名為現在的「物理雙月刊」。
 

物理雙月刊的定位
「物理雙月刊」定位為物理的科普雜誌,希望可以透過國內物理各領域專家 學者為我們的讀者帶來許多有趣、重要以及貼近生活的物理知識,並帶領讀者一探這些物理知識的來龍去脈。透過文字、圖片、影片的呈現帶領讀者走進物理的世界,探尋物理之美。「物理雙月刊」努力的首要目標為吸引台灣群眾的閱讀興趣,進而邁向國際化,成為華人世界中重要的物理科普雜誌。


  • 總編輯的話(第3頁)
  • 物理新知(第5頁)
    • 奈米繪畫技術(第5頁)
    • 基因「剪刀」:一個可以編寫生命密碼的工具(第7頁)
  • 物理專文(第19頁)
    • 描繪質子內部立體風景的部分子物理(第19頁)
    • 下一世代質子次結構和強作用力的細緻解析:美國電子離子對撞機計畫(第33頁)
  • 物理專欄(第41頁)
    • 朝永振一郎的落語人生(第41頁)
    • 漢密爾頓:終生為情所困的愛爾蘭神童(第49頁)
    • 皮皮老師的物理心得 你是物理人還是電機人?談談複數物理量的表達習慣(第59頁)
    • 百款物理人 再微小的夢想都要努力實踐~江宏仁-科學造夢者(第63頁)
    • 發現自然之美 諾貝爾物理獎1949年:湯川秀樹(第67頁)
    • 發現自然之美 諾貝爾物理獎1950年:塞西爾‧弗蘭克‧鮑威爾(第70頁)
  • 讀者投書 音樂與物理的共舞(第73頁)
  • 讀者投書 生命物質中是否潛藏著新物理?(第81頁)
紙本書 NT$ 200
單本電子書
NT$ 130

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