台大研究暗物质 200万平价超级电脑立功
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打败欧洲30亿美元“大强子对撞机”
〔自由时报记者陈炳宏／台北报导〕总重量占宇宙约八成五的暗物质究竟为何物？
始终是近代天文物理的重大谜团。
可解释星系核心黑洞的形成
台大天文物理所与西班牙巴斯克大学合作，利用台币两百万打造出的显示卡丛集运
算系统，发现暗物质其实是“（Ψ暗物质粒子）极轻型粒子”，但密度极大，据此
可解释星系核心黑洞的形成。这项发现获选为最新一期《自然物理》（Nature Physics）
国际期刊的封面论文，备受国际瞩目。
欧洲有花了三十亿美元、聚集八千位物理学家参与的“大强子对撞机”，运转五年
未有具体发现。台大天文物理所教授阙志鸿指出，过去学界普遍相信暗物质是“重”
粒子，希望透过大强子对撞机找到，但侦测实验结果多令人失望。
重粒子观点也受到天文界质疑，因其特性与哈伯望远镜观察星系的结果似乎不符，
因此学界出现新思维，“极轻”型粒子的可能性便是之一。
台大物理系博士薛熙于、教授阙志鸿及西班牙巴斯克大学的布罗荷斯特教授共同发
表的“暗物质波的量子干涉形成宇宙结构”论文，是第一个对极轻暗物质提出定量
预测，被视为推翻重粒子理论的重大突破。
薛熙于研发出一套超高速高分辨率“三维动态数值模拟运算”机，使天文电脑模拟
运算时间缩短近百倍，并将空间分辨率成功提升二十多倍，再和布罗荷斯特提供的
天文观测资料比较，印证暗物质大部分其实是“极轻型粒子”。
Ψ暗物质粒子特性，包括波长达一千光年、密度较液态水高一百万倍、更确定出其
质量，仅约为电子的十的负二十八次方倍。
研究团队进一步分析，如此轻的粒子，为何总重量占宇宙的八十五％？原因在其粒
子密度非常高。若要侦测这种暗物质，要用与对撞机不同的概念，这也将是未来大
型国际观测的重点计画。
这次研究成功关键之一，在于实验室自行打造的平价版超级电脑，加上七十年次的
薛熙于负责超高速3D动态模拟运算程式进行演算，才有惊人成果。
薛熙于指出，台大团队早在二○○七年就已有Ψ暗物质相关推论，二○一○年发表
世界上第一个成功将多张图型显示卡与自适性网格作高效率结合，使天文电脑模拟
运算时间缩短近百倍。他进一步把此技术应用到Ψ暗物质研究，才得以发现轻粒子
的存在。