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7 无穷小中的（第4页）

这些粒子瞬间出现又瞬间消失，100年前我们甚至都还忽略了它们，但事实证明，它们对于理解控制物质的法则至关重要。

在大爆炸之后的极端条件下，就是它们充满了初生的宇宙。

在实验室研究它们，就可以知道宇宙诞生之初发生了什么，以及在形成今天这些稳定物质之前它们又经历了哪些转变。

最重要的是，这个不稳定而瞬息万变的世界，让我们掌握了物质基本粒子的深层对称。

如果没有这些“鬼魂”

的帮助，科学家就会像哈姆雷特一样，永远无法明白究竟发生了什么。

渺子勇猛的一生

渺子和电子一样是带电粒子，所以会受到电磁场的影响，但是，由于它的质量大约是电子的200倍，因此其加速度要比电子慢得多，也很少放出光子。

渺子比电子更能穿透物质，穿透性仅次于不带电、只和物质有弱相互作用的中微子。

渺子可以不受阻碍地穿透几千米厚的致密岩层，要想截获它们总是很难。

渺子穿透力的限制之一是它的不稳定性——它会衰变成电子和中微子。

因为使其衰变的是弱相互作用，所以渺子的平均寿命相对较长，有2.2微秒（1微秒等于百万分之一秒）。

这看似很短，但相对于其他不稳定粒子来说可算是长命百岁了。

当它们以接近光速的速度运动时，就会变得所向披靡，也大有用途。

由于渺子的质量大约相当于0.1GeV，所以加速到接近光速相对容易，这时，其平均寿命也会大幅增加。

最常见的近光速渺子来自宇宙射线，能几乎不受阻碍地穿过我们，就像看不见的细雨从四面八方而来。

它们由高能质子产生，这些质子走过宇宙深空，与离地面15到20千米的大气层外层中的原子撞击而产生这些渺子。

不过，若没有很强的相对论效应，这些渺子也绝不可能到达地面，就算以最高速度（光速）运动，它们也跑不过700米。

但是，我们在海平面甚至地下深处的洞穴中却能探测到稳定的渺子流。

这是对狭义相对论的又一有力印证。

高层大气中产生的渺子中，有将近一半以99.9%以上的光速运动，因此，它们的寿命是其平均寿命的25倍，可以毫无问题地穿过16千米以上的大气层。

通常在它们的参照系中，时间不会改变，衰变还是按照2.2微秒的平均寿命规律地进行，但对于从外部观察的我们来说，它们的存在时间被拉长了。

这就是为什么就算我们在沙滩上晒太阳，或在日内瓦附近地下100米进行紧凑渺子线圈（uonSolenoid，缩写为CMS）（3）实验的洞穴里工作，也会有一部分渺子能来到我们身边。

我们可以想象乘着渺子飞翔，就像斯坦利·库布里克的电影《奇爱博士》中“金刚”

少校乘着核弹一样，但我们要做好被这种情况下会发生的种种异象吓到的准备。

现代粒子加速器中碰撞产生的渺子可达到几千GeV的能量级，相对论性的时间拉伸导致其平均寿命明显延长。

LHC能产生1TeV能量级的渺子，其平均寿命约为150秒，这意味着如果方向合适，渺子可以畅通无阻地穿过整个地球，出现在新西兰附近的南太平洋地区。

渺子中的能量冠军由最强宇宙射线产生，能量级可达到LHC渺子的100倍，它们可以存活几秒。

宇宙射线渺子的穿透力有意想不到的用处。

几年前，报纸刊登过埃及胡夫金字塔内发现密室的新闻。

这一消息引起了轰动，特别是其中寻找密室的技术，不靠印第安纳·琼斯式的冒险，也不靠走密道，考古学家和科学家运用了渺子成像技术，也就是利用穿过金字塔的渺子流来给金字塔拍片，就好像我们在医院里使X射线穿过我们身体进行CT扫描一样。

如果被穿过的物体不均质、有空洞而导致局部密度较小，那渺子与这部分的相互作用也少，这样就可以按粒子流的变化形成一个图像。

用来扫描金字塔内部的这项技术也被用于其他研究，比如给大型火山的岩浆室成像。