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8 十分特别的关系（第3页）

于是，这个过程中一开始是有一个渺子（带电），很短时间后有一个电子（也带电）和两个极轻的中微子，最终状态的质量小于初始质量，这意味着电子和中微子不会静止，而是具有动能。

综合来看，初始粒子的能量和衰变产物的能量相等，没有违反能量守恒和电荷守恒的铁律。

渺子发生能量涨落并放出W玻色子而衰变的过程完全随机，所以在任一时间间隔内发生衰变的比例是一样的。

量子力学和不确定性原理让我们可以理解不稳定粒子衰变曲线的特征走向。

需要强调的是，衰变的发生需要一个高能中间粒子，不确定性原理允许它出现，只要存在时间足够短暂，短到无人能够记录。

因存在时间太短而无法直接观察到的粒子称为虚粒子，它们就像幽灵一样出没在实粒子周围，稍纵即逝，能逃过任何观察。

我们正是利用了不确定性原理来测量最大质量和最不稳定粒子的平均寿命，窍门就在于尽量测准其质量（或者说能量）。

对于平均寿命几乎无限长的稳定粒子，将有充足的时间进行无数次测量，直接测出质量并得出一个非常清晰的概率分布，因为不确定性原理导致的不准确性是可忽略不计的。

但对于平均寿命很短的粒子，我们就无法直接测量其质量，因为时间不够。

不过，我们可以测量衰变产生的所有粒子的能量，由此找出母粒子的质量。

需要注意的是，就算实验精度无限大，每次测量的结果也会略有差别。

毕竟是母粒子自己的能量在无限短的存在时间内涨落变化。

多次测得初始粒子的质量后，我们会发现一个钟形的概率分布（称为“共振曲线”

），其最高点对应中间质量，粒子平均寿命越短，曲线越宽。

这就是巧妙所在：测量这个分布的宽度，也就是不确定性原理中的ΔE，我们就能得出Δt——粒子的平均寿命。

不确定性原理让我们能够抓住稍纵即逝的卡伊洛斯（Kairós），那短到无法测量的时刻。

古希腊人将他表现成一个年轻人，留着我们今天会觉得很朋克的奇怪发型：额前留一撮，后脑勺全剃光。

这是一个难以捉摸的神，代表神奇的时刻、突现的机会、会改变一切的意外瞬间，是卡尔·奥尔夫的《布兰诗歌》里歌颂的“世界之主，命运女神”

（Forturixmundi）。

不确定性原理让我们可以在卡伊洛斯迅速转身而去，只留给我们光秃秃而无处下手的后脑勺之前，抓住他额前的那一绺头发。

海森堡提出的不确定性原理看似限制了我们的测量能力，结果却成了我们抓住较重基本粒子极短平均寿命的窍门。

以能量测时间

当我们用不确定性原理去计算粒子的平均寿命时，还会遇到另一个悖论：衰变粒子的质能涨落ΔE（实际要测量的量）与其平均寿命Δt成反比。

于是事情出现了反转：之前我们一直能毫无问题地测得较长的平均寿命，测很短的平均寿命则有困难；现在正相反，平均寿命越短，描述粒子质量的钟形曲线就越宽，于是也越容易准确测得。

比如，用现在的设备可以很容易地测得几GeV的曲线宽度，但它对应的平均寿命非常短，只有10-25秒左右。

要算出更长的平均寿命须测得更窄的曲线宽度，这可不容易。

这也解释了为什么W玻色子、Z玻色子、顶夸克的平均寿命都已确定，而希格斯玻色子的平均寿命却依然令我们头疼。

我们预计希格斯玻色子的平均寿命是其同类的1000倍，这意味着一个非常窄的曲线宽度，而这个宽度就连最精密的仪器也无法测出。

“巨人粒子”

中平均寿命最精确的是Z玻色子，这要归功于欧洲核子研究中心在LHC之前的加速器LEP——正负电子对撞机。

正负电子都是点粒子，且点粒子非常“干净”

的碰撞最适合进行此类测量。

LEP从1989年运行至2000年，产生了几百万个Z玻色子，因此，我们才得以准确测出其曲线宽度：约2.5GeV，对应2.2×10-25秒的极短平均寿命。

LEP还产生了相当多的W玻色子，其曲线宽度为2.1GeV，比Z玻色子略小，因此对应的平均寿命也稍长，为3×10-25秒。

LEP的能级不足以产生顶夸克对或希格斯玻色子，因此，我们还不能在理想环境中测得这二者的平均寿命，只是在LHC中通过各种方法进行了估算。

质子是复合粒子，碰撞相对复杂，测量起来也很困难。

目前，对顶夸克的曲线宽度及其对应的平均寿命已经有了粗略的估计，在较大实验误差下，其曲线宽度在1.3GeV左右，对应的平均寿命在4×10-25秒左右。