當我們在享受歲月靜好的時候，這個世界并不是我們眼中看到的那樣安寧，因為不管我們身在何處，每一秒都有超過10萬億個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，而是科學家告訴我們的事實。那么什么是中微子？為什么會有這么多的中微子？當這些中微子穿過我們的身體時候，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？

這要從上個世紀20年代講起，當時的科學家在對放射性的研究中，發(fā)現(xiàn)了一個奇怪的現(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X得這個發(fā)現(xiàn)沒什么大不了的，但實際上，這在物理界絕對是一等一的大事，因為這個現(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的鐵律，假如這條鐵律被推翻，人類的整個物理學大廈都將傾覆，正因為如此，這個發(fā)現(xiàn)在當時的整個科學界引發(fā)了軒然大波。

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

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

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

時至今日，科學家對中微子的研究已經(jīng)有了不錯的成績，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，它們質量非常小，而且不帶電。

為什么會有這么多的中微子？

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

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個氫原子直接聚變成氦原子，而是首先將兩個氫原子聚變成氫的同位素“氘”，然后再進行下一步的核聚變反應，如下圖所示。

我們知道，氫原子的原子核只有一個質子，而氘原子的原子核內(nèi)卻多出來了一個中子，那么這個中子是哪里來的呢？答案就是當兩個氫原子發(fā)生聚變時，其中一個原子核內(nèi)的質子發(fā)生了正β衰變。

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

再來看一下數(shù)據(jù)，一個氫原子的質量約為（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)部核聚變的復雜性，我們不能直接計算出太陽每秒產(chǎn)生的中微子的準確數(shù)字，但通過這兩個數(shù)據(jù)的對比，大家就可以清楚地知道這個數(shù)字的數(shù)量級，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相互作用，也不參加電磁反應，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，但是中微子的質量卻非常的小，小到什么程度呢？我們知道電子已經(jīng)是質量很小的基本粒子了，而中微子的質量只有電子的幾十萬分之一，有些甚至可以達到千萬分之一，如此小的質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，事實上，只有弱相互作用力才能與中微子產(chǎn)生反應，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，當中微子撞上夸克的時候，就可以“感覺”到中微子，那么這個難度有多高呢？我們接著看。

原子由原子核和電子構成，原子核由質子和中子構成，質子和中子又是由夸克構成。

原子并不是一個實體，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，地球將會成為一個直徑為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)科學家的推測，中微子的直徑在（10^-20）米的數(shù)量級，這比電子的直徑小了10萬倍。好的，有了以上的知識之后，現(xiàn)在我們可以大概的描述一下這個難度有多高了。

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

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

另外，我們還需要知道的一個事實是，因為中微子的質量極小，所以它的運動速度通常都很快（接近光速）。

簡單總結一下，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發(fā)生反應，可以在我們絲毫感覺不到的情況下，穿過我們的身體，又因為它們數(shù)量多得無法想象，所以我們隨時都在受到中微子的“襲擊”。

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