當(dāng)我們在享受歲月靜好的時(shí)候，這個(gè)世界并不是我們眼中看到的那樣安寧，因?yàn)椴还芪覀兩碓诤翁?，每一秒都有超過10萬億個(gè)中微子穿過我們的身體，而我們卻絲毫感覺不到！

這并不是開玩笑，而是科學(xué)家告訴我們的事實(shí)。那么什么是中微子？為什么會(huì)有這么多的中微子？當(dāng)這些中微子穿過我們的身體時(shí)候，我們又為什么絲毫沒有感覺呢？今天我們就來講一下這是什么情況。

什么是中微子？

這要從上個(gè)世紀(jì)20年代講起，當(dāng)時(shí)的科學(xué)家在對放射性的研究中，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)奇怪的現(xiàn)象，即在β衰變的過程中，有一少部分能量莫名其妙地不見了?？赡苡腥藭?huì)覺得這個(gè)發(fā)現(xiàn)沒什么大不了的，但實(shí)際上，這在物理界絕對是一等一的大事，因?yàn)檫@個(gè)現(xiàn)象意味著能量不守恒。

我們都知道，能量守恒定律是物理學(xué)的鐵律，假如這條鐵律被推翻，人類的整個(gè)物理學(xué)大廈都將傾覆，正因?yàn)槿绱?，這個(gè)發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時(shí)的整個(gè)科學(xué)界引發(fā)了軒然大波。

對于這個(gè)“能量不守恒”的現(xiàn)象，科學(xué)家們百思不得其解，甚至還有科學(xué)家據(jù)此認(rèn)為，能量守恒定律失效了。值得一提的是，持這種觀點(diǎn)的科學(xué)家包括大名鼎鼎的量子力學(xué)奠基人、哥本哈根學(xué)派的領(lǐng)袖尼爾斯.玻爾（Niels.Bohr）。

直到1930年，美國物理學(xué)家沃爾夫?qū)?泡利（Wolfgang.Pauli）才從理論上解釋了這個(gè)現(xiàn)象，他認(rèn)為在β衰變過程中，有一種質(zhì)量為零，且不帶電荷的未知粒子帶走了少部分的能量。

他的這個(gè)理論得到了不少科學(xué)家的支持，他們將這種未知的粒子命名為“中微子”。1956年，美國物理學(xué)家柯萬（C.Cowan）和萊因斯（F.Reines）在實(shí)驗(yàn)中首次證實(shí)了中微子。

時(shí)至今日，科學(xué)家對中微子的研究已經(jīng)有了不錯(cuò)的成績，我們知道了宇宙中存在著三種中微子，分別為電子中微子、μ中微子以及τ中微子，它們質(zhì)量非常小，而且不帶電。

為什么會(huì)有這么多的中微子？

研究表明，大部分的核反應(yīng)都會(huì)產(chǎn)生中微子，其中就包括核聚變反應(yīng)。在浩淼的宇宙中，核聚變反應(yīng)隨處可見，例如我們賴以生存的太陽，就是一個(gè)巨大的核聚變反應(yīng)爐。

在太陽的內(nèi)部，大量的氫原子源源不斷地聚變成氦原子，太陽的光和熱也就是因此而來。需要指出的是，太陽內(nèi)的核聚變并不是把4個(gè)氫原子直接聚變成氦原子，而是首先將兩個(gè)氫原子聚變成氫的同位素“氘”，然后再進(jìn)行下一步的核聚變反應(yīng)，如下圖所示。

我們知道，氫原子的原子核只有一個(gè)質(zhì)子，而氘原子的原子核內(nèi)卻多出來了一個(gè)中子，那么這個(gè)中子是哪里來的呢？答案就是當(dāng)兩個(gè)氫原子發(fā)生聚變時(shí)，其中一個(gè)原子核內(nèi)的質(zhì)子發(fā)生了正β衰變。

正β衰變可以使質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子，同時(shí)發(fā)射出一個(gè)正電子和一個(gè)中微子。因此，我們可以簡單地理解為，在核聚變過程的第一步，每兩個(gè)氫原子就會(huì)釋放出一個(gè)中微子。

再來看一下數(shù)據(jù)，一個(gè)氫原子的質(zhì)量約為（1.67 x 10^-27）千克，太陽每秒鐘消耗約400萬噸（4 x 10^9千克）氫?？紤]到太陽內(nèi)部核聚變的復(fù)雜性，我們不能直接計(jì)算出太陽每秒產(chǎn)生的中微子的準(zhǔn)確數(shù)字，但通過這兩個(gè)數(shù)據(jù)的對比，大家就可以清楚地知道這個(gè)數(shù)字的數(shù)量級(jí)，更重要的是，宇宙中可不止太陽這一顆恒星！

為什么我們感覺不到中微子？

首先要說的是中微子不參加強(qiáng)相互作用，也不參加電磁反應(yīng)，也就是說宇宙中的四大基本力中，排名前兩位的都對它無效。

引力對它有效，但是中微子的質(zhì)量卻非常的小，小到什么程度呢？我們知道電子已經(jīng)是質(zhì)量很小的基本粒子了，而中微子的質(zhì)量只有電子的幾十萬分之一，有些甚至可以達(dá)到千萬分之一，如此小的質(zhì)量使得引力對中微子的影響幾乎等于零（黑洞的引力除外）。

于是就是剩下弱相互作用力了，事實(shí)上，只有弱相互作用力才能與中微子產(chǎn)生反應(yīng)，而弱相互作用力只存在于原子核之內(nèi)的夸克層面。這就是說，當(dāng)中微子撞上夸克的時(shí)候，就可以“感覺”到中微子，那么這個(gè)難度有多高呢？我們接著看。

原子由原子核和電子構(gòu)成，原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成，質(zhì)子和中子又是由夸克構(gòu)成。

原子并不是一個(gè)實(shí)體，除了原子核和電子外，原子的內(nèi)部絕大部分都是空的，假如將組成地球的所有原子之內(nèi)的原子核和電子緊緊地挨在一起，地球?qū)?huì)成為一個(gè)直徑為22米的球體。

這種空曠程度已經(jīng)很離譜了，而更要命的是，質(zhì)子和中子的內(nèi)部絕大部分也是空的，組成它們的夸克之間也有著很大的距離（夸克之間的距離一般都有夸克直徑的上萬倍）。

根據(jù)科學(xué)家的推測，中微子的直徑在（10^-20）米的數(shù)量級(jí)，這比電子的直徑小了10萬倍。好的，有了以上的知識(shí)之后，現(xiàn)在我們可以大概的描述一下這個(gè)難度有多高了。

假設(shè)中微子是一個(gè)直徑1厘米的小球，那么夸克就是在一個(gè)直徑為1000萬公里的球體中心，直徑為1米的一個(gè)目標(biāo)！

因此，在絕大多數(shù)情況下，中微子都只是輕松地穿過物體，而不會(huì)留下任何的痕跡。

另外，我們還需要知道的一個(gè)事實(shí)是，因?yàn)橹形⒆拥馁|(zhì)量極小，所以它的運(yùn)動(dòng)速度通常都很快（接近光速）。

簡單總結(jié)一下，中微子在恒星內(nèi)部源源不斷地產(chǎn)生，它們速度極高，又幾乎不與任何物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，可以在我們絲毫感覺不到的情況下，穿過我們的身體，又因?yàn)樗鼈償?shù)量多得無法想象，所以我們隨時(shí)都在受到中微子的“襲擊”。

看到這里，相信大家對于“每一秒都有超過10萬億個(gè)中微子穿過我們的身體，而我們卻絲毫感覺不到”這個(gè)結(jié)論，都可以坦然接受了吧？