钟嘉豪 唐 健

（中山大学 510275）

1.什么是缪子

1.1 认识缪子

目前科学家给组成物质世界的基本粒子分类，缪子(μ)、电子(e)和陶子(τ)同属于带电的轻子。电子与我们生活最贴切，通电导线里的电流，“流动”的就是电子，如图1所示。

图1 电子在导线中流动的示意图

电子、缪子、陶子都带有1 个单位的负电荷，缪子质量约是电子质量的200 倍，陶子质量约是电子质量3550倍！陶子和缪子均会衰变，无法长时间稳定存在。电子是稳定的基本粒子，不会衰变。电子可以长时间存在，所以我们生活中接触到更多的是电子，而很少谈论缪子和陶子。

缪子质量较大，它与物质碰撞过程中损失的能量少，因此缪子穿透物质的能力比电子强，如图2所示。伴随着缪子穿透能力强的特点孕育而生的缪子成像技术，可用于海关防止核物料走私，火山内部结构探测，墓穴暗道探测，探究被测物质局域磁性等。如图3所示，缪子会衰变生成电子和中微子，意味着缪子不能像电子那样长时间存在。

图2 电子和缪子穿透能力对比的示意图

图3 电子、缪子和陶子属性对比与缪子衰变产物

1.2 粒子物理标准模型

大到宇宙演化的奥秘，小到水分子的微观结构，我们生活在神奇的粒子世界。物质都是由不同粒子组成的，粒子物理有一套阐述物质基本结构组成规律的理论，称为“粒子物理标准模型”，如图4所示。在“标准模型”中，电子、缪子、陶子、中微子和他们的反粒子共同分类为轻子。“轻子”的命名是建立该理论之初，发现电子质量比较小而得名。……