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被譽為探索山體與地下結構的前沿技術，「渺子成像術（Muography）」正逐步在台灣落地實踐。中央大學攜手中研院物理研究所組成跨領域研究團隊，不僅成功研發新型渺子探測器，並將其實際應用於地球科學場域，繼桃園石門水庫防淤隧道完成首次野外量測後，去年底更於台北市陽明山設站，寫下台灣首次系統性發展與應用渺子成像術的里程碑，為地球物理探查技術帶來全新突破。
渺子成像術利用宇宙射線與地球大氣層交互作用後產生的「渺子」，其具備極強穿透力，可穿越數百公尺厚的岩石，藉由分析不同方向渺子通量的變化，推算地下結構密度分布，被形容為「替大地照X光」。該技術近年在國際間展現高度潛力，從埃及金字塔密室探索、日本火山內部結構研究，到歐洲核安與大型工程檢測，皆已有成功應用案例。
中央大學此項研究起源於2018年科技部推動的「領袖學者助攻方案—沙克爾頓計畫」。由中央大學物理系郭家銘教授與地球科學系陳建志教授共同領軍的研究計畫獲選，正式啟動台灣史無前例的渺子成像跨域研究，結合高能物理、地球科學與工程技術，從基礎探測器研發一路推進至實際場域驗證。
郭家銘教授指出，研究團隊採用閃爍體作為渺子偵測元件，並搭配矽光電倍增器（SiPM）進行計數與量測，成功打造出小型化、低功耗且穩定度高的感測系統。該系統適合長時間野外運作，不僅大幅降低設備體積與維護門檻，也成為渺子成像術能在台灣實際部署的重要關鍵。
陳建志教授則表示，台灣地質構造複雜、地形陡峭，又同時面臨火山活動、山崩地滑、地熱資源開發及地下工程等多重挑戰，是發展渺子成像術的理想試驗場域。相關研究成果不僅具備學術價值，未來在地熱開發、二氧化碳地質封存，甚至高放射性核廢料處置等關鍵議題上，都可望成為重要的探查與長期監測工具，為台灣邁向淨零轉型提供關鍵科學支撐。
在實際應用方面，研究團隊已於2025年初在桃園石門水庫防淤隧道上方，完成台灣首次野外渺子探測實驗並取得初步成果。後續計畫則鎖定台北大屯火山群，預計於2025年底嘗試以渺子成像技術重建火山內部密度結構，進一步深化對火山熱液系統與潛在活動性的理解。未來團隊也將擴充至四套大型渺子探測陣列，進行多方位、長時間觀測，逐步邁入「監測」階段。
此外，鑒於台灣多山、多雨且地質條件脆弱，山崩與地滑長期威脅民眾安全，研究團隊也規畫將渺子成像術應用於潛在山崩區域的示範研究，期望能直接「看見」地下含水層分布與鬆動結構，補足傳統地球物理探勘難以掌握的關鍵資訊，為防災與減災監測提供嶄新科技工具。
從宇宙射線到山體深處，從高能物理到地球科學，中央大學跨域團隊正一步步將渺子成像術由前沿研究推向實務應用。這項成果不僅讓台灣在相關領域站上國際舞台，也象徵高能物理與地球科學成功接軌的關鍵進展，為國家永續發展注入創新動能。
(中時/ 魏嘉虹)
