导语：每一秒都有超过10万亿个中微子穿过我们的身体，这是什么情况？

当我们在享受岁月静好的时候，这个世界并不是我们眼中看到的那样安宁，因为不管我们身在何处，每一秒都有超过10万亿个中微子穿过我们的身体，而我们却丝毫感觉不到！

这并不是开玩笑，而是科学家告诉我们的事实。那么什么是中微子？为什么会有这么多的中微子？当这些中微子穿过我们的身体时候，我们又为什么丝毫没有感觉呢？今天我们就来讲一下这是什么情况。

什么是中微子？

这要从上个世纪20年代讲起，当时的科学家在对放射性的研究中，发现了一个奇怪的现象，即在β衰变的过程中，有一少部分能量莫名其妙地不见了。可能有人会觉得这个发现没什么大不了的，但实际上，这在物理界绝对是一等一的大事，因为这个现象意味着能量不守恒。

我们都知道，能量守恒定律是物理学的铁律，假如这条铁律被推翻，人类的整个物理学大厦都将倾覆，正因为如此，这个发现在当时的整个科学界引发了轩然大波。

对于这个“能量不守恒”的现象，科学家们百思不得其解，甚至还有科学家据此认为，能量守恒定律失效了。值得一提的是，持这种观点的科学家包括大名鼎鼎的量子力学奠基人、哥本哈根学派的领袖尼尔斯.玻尔（Niels.Bohr）。

直到1930年，美国物理学家沃尔夫冈.泡利（Wolfgang.Pauli）才从理论上解释了这个现象，他认为在β衰变过程中，有一种质量为零，且不带电荷的未知粒子带走了少部分的能量。

他的这个理论得到了不少科学家的支持，他们将这种未知的粒子命名为“中微子”。1956年，美国物理学家柯万（C.Cowan）和莱因斯（F.Reines）在实验中首次证实了中微子。

时至今日，科学家对中微子的研究已经有了不错的成绩，我们知道了宇宙中存在着三种中微子，分别为电子中微子、μ中微子以及τ中微子，它们质量非常小，而且不带电。

为什么会有这么多的中微子？

研究表明，大部分的核反应都会产生中微子，其中就包括核聚变反应。在浩淼的宇宙中，核聚变反应随处可见，例如我们赖以生存的太阳，就是一个巨大的核聚变反应炉。

在太阳的内部，大量的氢原子源源不断地聚变成氦原子，太阳的光和热也就是因此而来。需要指出的是，太阳内的核聚变并不是把4个氢原子直接聚变成氦原子，而是首先将两个氢原子聚变成氢的同位素“氘”，然后再进行下一步的核聚变反应，如下图所示。

我们知道，氢原子的原子核只有一个质子，而氘原子的原子核内却多出来了一个中子，那么这个中子是哪里来的呢？答案就是当两个氢原子发生聚变时，其中一个原子核内的质子发生了正β衰变。

正β衰变可以使质子转化为中子，同时发射出一个正电子和一个中微子。因此，我们可以简单地理解为，在核聚变过程的第一步，每两个氢原子就会释放出一个中微子。

再来看一下数据，一个氢原子的质量约为（1.67 x 10^-27）千克，太阳每秒钟消耗约400万吨（4 x 10^9千克）氢。考虑到太阳内部核聚变的复杂性，我们不能直接计算出太阳每秒产生的中微子的准确数字，但通过这两个数据的对比，大家就可以清楚地知道这个数字的数量级，更重要的是，宇宙中可不止太阳这一颗恒星！

为什么我们感觉不到中微子？

首先要说的是中微子不参加强相互作用，也不参加电磁反应，也就是说宇宙中的四大基本力中，排名前两位的都对它无效。

引力对它有效，但是中微子的质量却非常的小，小到什么程度呢？我们知道电子已经是质量很小的基本粒子了，而中微子的质量只有电子的几十万分之一，有些甚至可以达到千万分之一，如此小的质量使得引力对中微子的影响几乎等于零（黑洞的引力除外）。

于是就是剩下弱相互作用力了，事实上，只有弱相互作用力才能与中微子产生反应，而弱相互作用力只存在于原子核之内的夸克层面。这就是说，当中微子撞上夸克的时候，就可以“感觉”到中微子，那么这个难度有多高呢？我们接着看。

原子由原子核和电子构成，原子核由质子和中子构成，质子和中子又是由夸克构成。

原子并不是一个实体，除了原子核和电子外，原子的内部绝大部分都是空的，假如将组成地球的所有原子之内的原子核和电子紧紧地挨在一起，地球将会成为一个直径为22米的球体。

这种空旷程度已经很离谱了，而更要命的是，质子和中子的内部绝大部分也是空的，组成它们的夸克之间也有着很大的距离（夸克之间的距离一般都有夸克直径的上万倍）。

根据科学家的推测，中微子的直径在（10^-20）米的数量级，这比电子的直径小了10万倍。好的，有了以上的知识之后，现在我们可以大概的描述一下这个难度有多高了。

假设中微子是一个直径1厘米的小球，那么夸克就是在一个直径为1000万公里的球体中心，直径为1米的一个目标！

因此，在绝大多数情况下，中微子都只是轻松地穿过物体，而不会留下任何的痕迹。

另外，我们还需要知道的一个事实是，因为中微子的质量极小，所以它的运动速度通常都很快（接近光速）。

简单总结一下，中微子在恒星内部源源不断地产生，它们速度极高，又几乎不与任何物质发生反应，可以在我们丝毫感觉不到的情况下，穿过我们的身体，又因为它们数量多得无法想象，所以我们随时都在受到中微子的“袭击”。

看到这里，相信大家对于“每一秒都有超过10万亿个中微子穿过我们的身体，而我们却丝毫感觉不到”这个结论，都可以坦然接受了吧？

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