粒子幼儿园

上世纪50年代，当时的物理学家真的是十分无奈。由于一些大型设备的建立，科学家用最野蛮的方式“撞”，一下子撞出了一个天地，在当时叫做粒子幼儿园。

这是因为他们发现了100多种粒子，但是却无处将它们安放。后来，逐渐发展出了粒子物理学标准模型。在这过程中，我们国家的物理学家杨振宁、李政道、丁肇中、吴健雄等人做出了巨大的贡献。

如果你要问在众多粒子当中，谁是最难被发现的？

物理学家一般会说是希格斯玻色子，这个粒子直到2012年才被找到，也被称为上帝粒子。它赋予了粒子质量。

如果你要问在众多粒子当中，谁是最让物理学感到困惑的？

那物理学家一般会说是中微子，物理学家至今也没有完全搞清楚它的情况，甚至连它的质量都测不准，堪称最鬼魅的粒子。因此，它有一个外号叫做：

那为什么我们说中微子是最鬼魅的粒子呢？

其实这和它自身的性质有关。今天我们就来聊一聊这个话题。

中微子的特点

如果要非要总结一下中微子的特点，那大概是这么三点：穿透力强，质量小，善变。我们先来说穿透力强和质量小。

在说这个问题之前，我们先来说一说宇宙中的四大作用。我们都知道，高中物理学课上，物理学老师对于“力”的定义是：力是改变物体运动状态的原因。

但是到了上世纪，科学家发现，这个定义有点不够用了。就拿弱力来说，它其实不仅能够改变物体的运动状态，它甚至可以直接改变粒子的种类，比如，β衰变，一个中子在弱力的作用下，变成了一个质子、一个电子和一个中微子。

因此，科学家改用了“作用”一词来体会“力”。而科学家发现，在自然界中存在着四种基本作用，分别是强相互作用，弱相互作用，电磁相互作用和引力相互作用。

其中强相互作用和弱相互作用是在原子核层面的基本作用，前者是把夸克束缚在质子等粒子当中的作用，强度是四种基本作用中最强的，弱相互作用和衰变有关。在我们的日常生活中所接触到的作用其实就只有电磁相互作用和引力相互作用。其中引力相互作用指的是物体之间的引力。剩余的作用其实电磁相互作用。你现在拿着手机是电磁相互作用导致的，手机发出的光进入到你的眼睛里，和眼睛的细胞发生的也是电磁相互作用，最终整个系统也是利用电磁相互作用把信息传递到大脑，你才看到的。也就是说，如果有一些物质是不参与到电磁相互作用的，那你根本看不到它，它还可以直接穿过你。

中微子恰恰就是如此，它不参与到电磁相互作用，只有极低的概率会参与到弱相互作用当中，因此它的穿透力极强。在宇宙中穿越1光年的，只有50%的概率会和这个路径上的物质发生弱相互作用，可以说概率是极低的。而太阳每产生3个光子，就会产生2个中微子，这当中有一部分中微子传播到地球这里，都是直接穿过地球，而我们丝毫没有感觉。

除了穿透力极强，中微子的另一个特点就是质量很小。在我们知道中微子存在之前，质量最小的基本粒子是电子，按照理论估算，中微子的质量上限也仅仅只有电子的百万分之一而已。即使是到了现在，测量中微子质量这个问题依然困扰着科学家们，科学家依然没办法准确测出中微子的质量，因为实在太小了。因此，你几乎可以认为它是不参与到引力相互作用的。

中微子最鬼魅的地方就在于它很善变。最早科学家探测中微子都很崩溃，这是因为观测到的数量总是只有理论的1/3，很多科学家甚至开始怀疑理论错了。后来，1987年，科学家们观测到了一起超新星爆炸，最终得以确认一个事实，那就是理论没有错，事实上是存在着三种中微子。

而我们的观测手段只是观测到了其中一种，这三种中微子在传播的过程中会互相转化。这也正是中微子的鬼魅之处。

科学家为了找全中微子，花了巨大的人力、物力和时间，一直到2000年左右，科学家才找全了中微子。比如：如今日本还有一个神冈中微子探测器，在地下存放了5万吨的纯水用来捕捉中微子。

但即使到了现在，我们还是没有科学家依然没有完全搞清楚中微子的机制。

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