經典科學人／在歐洲大型強子對撞機尋找暗物質的余欣珊

臺灣女科學家新秀獎得主余欣珊，目前於中央大學物理系任副教授，她的研究領域主要在基本粒子實驗，目前研究著重在歐洲大型強子對撞機的緊湊渺子線圈實驗（CMS）數據中，尋找暗物質。 《科學月刊》邀請余副教授，談談她是如何踏入高能物理領域，以及她在國際合作中所觀察到的有趣人事。 科學月刊（以下簡稱科）：什麼樣的動機讓您投入物理研究呢？ 余欣珊副教授（以下簡稱余）：其實在我小學六年級時，就已經決定要走研究這條路，主要原因是因為我的父親在中研院地球物理所擔任研究員，小時候常會到他的辦公室，覺得工作環境自由、工作時間彈性、又常常出國，在那個時候還不知道原來他的工作時間蠻長的。我母親是小學老師，對我的教育採取信任自由的態度，一直支持我的選擇。 到了高中，遇上了幾位熱情的物理與數學老師，讓我對於理工領域更有興趣。直到考上了臺灣大學，在我大三、大四時，物理系侯維恕老師貼了一張公告，表示費米實驗室發現了頂夸克，而臺大高能實驗組也剛剛成立，需要徵求一名研究專題生，在那時候因為臺大還沒有粒子物理相關課程，第一次聽到頂夸克這個名詞，聽起來很酷，決定投入粒子物理領域研究。 科：在與國際團隊合作的過程中，有沒有什麼風氣是臺灣值得學習的？ 余：不管是在費米實驗室，或是在歐洲碰到的研究人員，他們其實除了研究也滿重視自己的平常生活，他們覺得到了周末就要設一個停損點，讓自己休息，或是利用那個時間去讀論文。 另外，我發現他們非常重視運動，他們的觀念裡面認為身體健康才能長久，像我的指導教授就會繞著費米實驗室的加速器跑步，早上去跑，整天都精神奕奕，這是我在臺灣的研究人員裡面比較少看到的，這只是我自己所觀察到的。 科：在歐洲核子研究組織（CERN）工作有什麼心得嗎？ 余：在臺灣做高能物理的專家都分散在不同地方；在CERN裡面把所有專家聚集在一起，走幾步路就能討論。在CERN有一堆專家，你大概知道每個人的專業是什麼，直接去敲他門，在效率上比較快速。 另外在生活機能方面，不同於費米實驗室的餐廳，CERN的餐廳會從早上6點半營業到晚上11、12點（而且食物也比較好吃），到處都有咖啡販賣機，方便物理學家們在一杯咖啡中或一頓餐裡討論結果，也方便熬夜。 CERN非常注重把粒子物理介紹給一般老百姓，曾經在2013年9月全面對外開放，甚至把當地的公車包下來，運送民眾到不同的點去參觀。這是我第一次有機會看到其他偵測器以及加速器本身。 科：對於臺灣高能物理研究環境，是否有遇上什麼困難？ 余：我覺得我們國內的薪水預算與國外相比有點不足。像是對於一些單身博士後研究員，我們給的薪水可能還夠，但是對於有家庭的博士後研究員，我們給的薪水其實並不夠他們支持一個家庭。常常導致做一兩年就得換工作，離職率高。 科：臺灣高能物理未來會怎麼走？ 余：對於臺灣高能物理的未來，就我看來有兩個可能性。一個是我們會去加入在中國的環形正負電子對撞機（CEPC），但要看其完成的時間，如果完成的時間和大強子對撞機升級的時間相近，我認為大部分的研究人員還是會選擇到大強子對撞機團隊。 另外一個可能是我們希望能在臺灣建造自己的暗物質偵測器，也有一些人在討論自己做重力波實驗的可能性，在國外我也有看到一些成功從高能物理轉去做重力波實驗的例子。但有可能臺灣還沒有辦法做出儀器，但也許能與日本合作，經費相對花費會比較少。另外，暗物質和重力波實驗都結合了不同領域，不是只有高能物理，還包含雷射、固態物理。若投入暗物質或重力波實驗，則能有跨領域合作，我覺得是個不錯的合作方式。 科：在物理領域中，男生與女生您覺得研究態度有差別嗎？ 余：平均上來說，我覺得女生比較有耐心，且語文能力天生來說學得比較快。其實高能物理是一項很龐大的實驗，在裡面有很多小細節，所以不是說只要算一算物理題目而已，還要對同一個研究項目不停重複檢驗；且高能物理常常需要與不同國家專家討論，故語言能力也相當重要。我甚至認為女生在某些方面比男生適合，但這些只是平均值，也是有許多細心、語文能力好的男生研究員。 至於有些人會覺得女生學物理可能會嫁不掉，其實我覺得不會，因為在高能物理裡面，幾乎周圍的人都是男生，而且都是相當頂尖、聰明的男生，所以加入高能比較容易嫁掉（大笑）。但比較大的問題是生小孩的時間點，就像友人曾說「漂泊是高能物理學家的宿命」，常常要帶小孩去參加會議等等，可能相對上會比較花精力，但如果有家人能在一旁工作最好。在背後不只是需要一個偉大的男人，而是需要一整個偉大的家族。 科：在物理系的訓練當中，您覺得什麼是最有用的？ 余：追根究柢、懷疑一切。有個間接的影響是因為我常常容易想東想西、多愁善感，每次我要是心情不好的時候，我會開始想一個物理問題、專心解一個問題，我的注意力就會被轉移。 科：對於高中生該如何選擇未來方向，您有什麼建議嗎？ 余：人記憶東西的能力會隨著年齡遞減，在年輕的時候盡量東西都去接觸，如果你什麼都很喜歡，不知道要選哪一個的話，其實選擇物理學系還不錯，因為在物理系裡面會有嚴格的邏輯思考訓練。對於看事情時，你不會只知道東西怎麼用就好，你會知道為什麼，這樣的訓練之後要轉其他行業都滿容易的。 CERN對外開放時，余欣珊參觀CMS偵測器。圖／余欣珊提供 余欣珊 學歷 美國賓州大學物理學系博士 國立臺灣大學物理學系學士 經歷 2005~2009美國費米實驗室博士後研究員 2007~2009費米對撞機偵測器實驗的光子組召集人 2008~2009費米對撞機偵測器實驗的超新奇物理現象組共同召集人 2009~2013國立中央大學物理學系助理教授 2010~2011緊湊緲子線圈實驗的量子色動力學光子組共同召集人 2013~迄今國立中央大學物理學系副教授 2013~2015緊湊緲子線圈實驗的Matrix Element and Future Generator共同召集人 本文由文詠萱（《科學月刊》編輯）執筆，科學月刊授權使用，謹此致謝。原文出處 創建於1970年的《科學月刊》，當年一群留美的台灣學生，以「引介新知、啟發民智」興辦，是台灣最老牌的科普雜誌，內容涵蓋數學、物理、化學、生命科學、地球科學、環境科學、工程科學。 訂閱 《科學月刊》 專欄屬作者個人意見，文責歸屬作者，本報提供意見交流平台，不代表本報立場。