你身体上的物理粒子

我们人类不仅是由基本粒子组成的，我们也制造它们，并且一整天都被它们不停地轰击。

140亿年前，当我们宇宙中热的致密粒子迅速膨胀时，所有现存的物质和反物质都应该被消灭，只留下能量。然而，一小部分材料幸存了下来。

我们终于得到了一个充满粒子的世界。它不仅仅是质量和电荷足够精确到适合人类生存的任何粒子。这里有一些关于粒子物理学的事实，会让你的大脑产生电子跳跃。

我们使用的粒子

你身体的99%是由氢、碳、氮和氧原子组成的。你也包含了更少的对生命至关重要的其他元素。

虽然你身体中的大多数细胞每7到15年再生一次，但组成这些细胞的许多粒子实际上已经存在了数百万年。你体内的氢原子是在大爆炸中产生的，碳、氮和氧原子是在燃烧的恒星中产生的。你身体中非常重的元素也是由爆炸的恒星产生的。

原子的大小由其电子的平均位置决定。原子核比它们所在的原子小大约10万倍。如果原子核有花生那么大，原子大约有棒球场那么大。如果我们失去了原子内部所有未知的空间，我们每个人都会融化成铅尘颗粒，整个人类也会融化成方糖。

正如你可能猜到的，这些分散的粒子只占你质量的一小部分。原子核中的质子和中子各由三个夸克组成。夸克只有质子或中子质量的百分之几，因为它们与希格斯场相互作用。胶子是将这些夸克结合在一起的强大核力量的载体，完全没有质量。

如果你的质量不是来自这些粒子的质量，它来自哪里？能量。科学家认为，你身体的几乎所有质量都来自夸克的动能和胶子的结合能。

我们制造的粒子

你的身体是一个放射性粒子的小矿。你每年从体内产生的天然放射性物质中获得40毫雷姆的剂量。这与你接受四次胸部x光检查时接受的辐射量相同。你的辐射剂量水平每八小时会上升一到两毫雷姆。你睡在一个和你相似的放射性爱好者旁边。

你释放辐射是因为你吃的许多食物、喝的饮料，甚至你呼吸的空气都含有放射性核素，如钾-40和碳-14。它们被结合到你的分子中，最终衰变并在你体内产生辐射。

当钾-40衰变时，它会释放一个正电子，即电子的反物质孪晶，所以你也含有少量的反物质。普通人每天产生4000多个正电子，大约每小时180个。但是不久，这些正电子撞击你的电子，并以伽马射线的形式湮灭成辐射。

我们遇到的粒子

你体内产生的辐射只是你每天自然(无害)接触到的辐射的一小部分。普通人每年接受大约620毫雷姆的辐射剂量。你吃的食物，你住的房子，你走过的岩石和土壤都让你暴露在低水平的辐射下。仅仅吃一颗坚果或去看牙医就能增加你几毫雷姆的辐射剂量。吸烟可以增加到16000毫雷姆。

宇宙射线，来自外层空间的高能辐射，不断撞击我们的大气层。在那里，它们与其他原子核碰撞并产生介子，其中许多介子会衰变为介子和中微子等粒子。所有这些都落在了地球表面，并以每秒10次的速度穿过你，使你的年辐射剂量增加了约27毫雷姆。这些宇宙粒子有时会破坏我们的基因，导致微妙的突变，这可能是进化的一个促成因素。

除了用光子轰击我们来决定我们看待周围世界的方式之外，我们的太阳还会释放一种叫做中微子的粒子碰撞。中微子是你身体的常客，以每秒近100万亿次的速度通过。除了太阳，中微子还来自其他来源，包括来自其他恒星和我们自己星球的自然核反应。

许多中微子出现在早期宇宙的最初几秒钟，甚至超过了你自己的原子。然而，这些粒子之间的相互作用非常微弱。他们会直接从你身边经过，不会留下他们来访的痕迹。

你也可能面临暗物质粒子的持续冲击。暗物质不发射、反射或吸收光线，这使得它很难被探测到。然而，科学家认为它占宇宙物质的80%。

通过观察宇宙中暗物质的密度，科学家计算出每秒钟可能有数十万个这样的粒子穿过你，每分钟大约与你的原子碰撞一次。然而，暗物质和你构成的物质没有强烈的相互作用，所以它们不太可能对你的身体有任何明显的影响。

下次你想知道粒子物理是如何应用到你的生活中的时候，看看你自己。