中微子需要五光年鉛板才能擋住，它的穿透力為什麼這麼強？

中微子的穿透力

就目前來看，我們可以觀測到的物質只佔宇宙總量的不到5%，剩餘的暗物質和暗能量。

暗能量是目前宇宙中最多的物質，因此，也是絕對的主導，它能提供一個與引力相反的作用，也就是排斥力，宇宙在這個排斥力的作用下加速膨脹。

而在這不到5%的已知物質當中，中微子佔比不少，同時是最難被觀測的，觀測它的難度堪比觀測暗物質和暗能量。

在上世紀50年代~70年代之間，科學家以狹義相對論和量子力學為基礎，建立了一套粒子物理標準模型。

在這個理論當中，科學家預言了幾十種粒子的存在。大多數在當時就已經被找到了。

只有中微子在2000年才完全找全，加上2012年的希格斯玻色子的發現，粒子物理學標準模型才得以完善。由此，我們可以知道中微子有多麼難找了。那中微子為什麼那麼難找呢？

其實有一個很關鍵的因素就是：穿透力超強。

關於中微子的穿透力到底有多強，我們可以來看幾組具體的資料：

中微子在宇宙中傳播1光年的距離，只有50%的機率有可能和這段距離上的物質發生反應。人的身體每秒都會穿過數十萬億個中微子，但人類根本感覺不到。（這一點其實和暗物質是很像的。）

所以，一直流傳著一種說法，如果一定要擋住中微子，那至少得搞個幾光年厚的鋼板才行。

那麼問題來了，中微子為什麼穿透力那麼強呢？要知道，中微子和電子、夸克等基本粒子一樣，都是基本粒子，但唯獨中微子有這樣的特性。這其中是不是有什麼玄機？

中微子的特點

這要從宇宙中的四種基本作用力說起，它們分別是強力、弱力，電磁力以及引力。

強力和弱力也被稱為核力，實際上是在原子核層面的一種作用力，我們平時接觸不到。引力是物質之間彼此的吸引力，蘋果從樹上掉下來，地球會繞著太陽轉都和引力有關。而我們日常生活中接觸得到的，除了引力其實都是電磁力，摩擦力，支援力，彈力都屬於電磁力。

這四種力強度也不同，強力最大，電磁力其次，然後是弱力，最後才是引力。

這四種作用力有啥用呢？我們都知道，這個世界其實是由基本粒子構成的，但是基本粒子並不會平白無故就構成物質。之所以基本粒子可以構成物質，實際上就仰仗著四大作用力，它們好比膠水一樣，把基本粒子聚合在一起。

而中微子穿透力很強的緣故就在於我們自身觀測的手段上。我們一般的觀測其實是利用電磁力，人眼或者裝置接收光子，也就看到了。如果用手去觸碰，其實也是電磁力在作祟。至於引力，我們可以利用牛頓力學來計算。

而中微子是呈現電中性的，意思是它不參與電磁相互作用。也就是說，我們看不到它（包括觀測裝置），其次，我們也摸不到它，它可以直接穿透我們的身體，而我們感受不到任何的阻礙。

其次，它的質量超級小，我們目前已知最小質量的基本粒子是電子，而中微子要遠比電子小得多得多，只有電子的百分之一左右，幾乎接近於0。正是因為質量實在太小，所以連測算它的質量都很難測算準。所以，想要利用引力來發現它幾乎是痴心妄想。

除了這兩個特性，中微子還有一個其他基本粒子沒有的開掛特點：中微子振動。意思是說，其實中微子一共有三款，關鍵是它很善於變身，最早的時候科學家觀測太陽的中微子時，測到的結果永遠是理論值的三分之一。經歷了幾十年，科學家才發現，傳播的過程中會在相互轉化。這就增加了尋找它的難度。

正是因為這三個特點，中微子被稱為幽靈粒子。而且兩個特點註定了中微子的穿透力是極其強大的，為了找到他，科學家利用的是弱相互作用力，簡單來說就是讓中微子和水中的氫原子核發生反應。當然，這個機率是極其低的。

所以，捕捉中微子的實驗一般都被安排在地下，日本神岡中微子探測器就是建在地下的礦井當中，實驗裝置中裝滿了5萬噸的純水。

這也解釋了為什麼中微子探測器總是裝的滿滿的純水，比如：日本神岡中微子探測器，就是地下礦井中裝了5萬噸的純水。即使是這樣，捕捉到的中微子也是少得可憐。