1光年厚的鉛板都不一定擋得住中微子，為何中微子穿透力這麼強？

我們知道，能量守恆定律是物理學中最基本的定律之一，然而在上個世紀20年代，該定律卻面臨過一次危機，因為那時的人們在實驗中發現，當放射性元素髮生了β衰變之後，有一部分能量似乎“憑空消失”了。

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在這種情況下，人們就產生了兩種截然不同的觀點，第一種觀點認為能量守恆定律可能是不正確的，第二種觀點則認為，這應該是某種無法探測到的未知粒子帶走了β衰變過程中的一部分能量，而這種假想中的粒子，後來就被命名為

中微子

。

事實證明，第二種觀點是正確的，在1956年的時候，物理學家柯萬（C。Cowan）和萊因斯（F。Reines）透過實驗首次證實了中微子的存在，能量守恆定律也因此而安然度過了這次危機。

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隨著時間的流逝，中微子的神秘面紗也正在逐步被掀開，科學家告訴我們，中微子是宇宙中的基本粒子之一，不帶電，質量和體積也極小，其運動速度通常都會接近光速，並且穿透力極強。

根據科學家的估算，中微子在水中的平均自由程約為18光年（1。7 x 10^17米），即使是在鉛這種常被人們用來阻擋輻射的物質中，中微子的平均自由程也會超過1光年，換句話來講就是，1光年厚的鉛板都不一定擋得住中微子。這是為什麼呢？我們接著看。

為何中微子穿透力這麼強？

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在我們的宇宙中存在著四種基本力，分別為引力、電磁力、強相互作用力以及弱相互作用力，然而對於中微子來講，電磁力和強相互作用力都是“無效”的。

儘管中微子會受到引力的作用，但是由於中微子的質量極小（可以低至電子質量的百萬分之一以下），並且速度極快（通常都會接近光速），因此引力對中微子的影響可以說是基本上等於零。

實際上，只有弱相互作用力才會真正地影響到中微子，然而弱相互作用力作用距離極短，並且只存在於原子核內的夸克層面，這就意味著，只有中微子一頭撞在了原子核內的夸克上，才有可能被擋住。

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一般認為，中微子直徑的數量級不會超過10^（-20）米，而原子和夸克直徑的數量級分別為10^ （-10）米和10^（-18）米，簡單換算一下就可以得出，假如我們將中微子的直徑放大成1毫米，那麼按照同比例放大後的原子直徑就將會是1萬公里，而夸克的直徑則只有10釐米。

也就是說，一箇中微子撞上原子核內的夸克的機率，大概就相當於一個直徑1毫米的小球，在一個直徑高達1萬公里的球體空間中沿著一條隨機的路線筆直地飛行，然後準確地撞上位於該於體空間中心的另一個直徑只有10釐米小球的機率。

由此可見，中微子撞上原子核內夸克的機率有多低，而這就是中微子擁有極強穿透力的原因。

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至此我們就可以簡單總結一下了，從微觀的層面來看，鉛板是由大量的鉛原子構成，而一箇中微子在鉛板之中穿行的時候，其實就是一個接一個地穿過鉛原子，在這個過程中，只要它沒有撞上鉛原子核內的夸克，就可以一直穿行下去，而由於這個機率非常非常低，因此即使是1光年厚的鉛板都不一定擋得住中微子。

值得一提的是，宇宙中的中微子數量非常龐大，比如說太陽內部的核聚變反應，平均每一秒就會產生大約10^38箇中微子（1後面跟上38個零），這些中微子如此之多，以至於在地球上的我們每時每刻都會被大量來自太陽的中微子穿過（數量級大約為10萬億個/秒）。

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由於中微子可以輕易地穿過地球，因此就算是我們位於地球的背陽面，也同樣無法躲過，當然了，這些中微子並不會對我們造成傷害，我們也對此一無所知。

好了，今天我們就先講到這裡，歡迎大家關注我們，我們下次再見。