1.缪子的本质:基本粒子家族中的"老二"

今日位于广东东莞的中国散裂动植园正式启动二期工程。其中有个令人耳目一新的缪子岩实验站，将是这台超级显微镜的新的一大亮点。那么什么是缪子呢？缪子盐它用来干嘛的呢？大家好，我是中国科学院物理研究所的研究员刘慧先。今天我们一起来聊一聊muse这个微观世界的神兵利器。

Muz大家听起来或许觉得很陌生，但是大家去翻一下基本粒子标准模型的那个表格，你会发现它处于最下面那一行。他属于三代亲子的老二，亲子里面的老三，我们把它叫做套子。

老大就是大家最熟悉的。电子较轻者的原因在于它们的质量很轻，而且我们尚不知晓它们能否再分。至于谬字为什么起名叫缪，其实就是希腊字母的这个谬的音译而已，跟它是不是老二其实没有关系。

柚子它只是亲子了，它拥有的质量大约是电子的207倍，是质子的9分之1。电子存在的正电子和负电子两种形式的这个正反粒子？

那么谬Z也同样存在着正缪子和负谬Z。所以我们也可以把带负电的缪子看作是一个特大号的垫子，也就是负电子吧？那么带正电的正谬Z我们可以当做一个特小号的车子。

可不要小瞧这个看起来中不溜的这个缪Z。它可能作为非常独特的微观世界的一个探针，以极其精确的方式带我们去洞悉材料内部磁性的奥秘。

不同意这个宏观磁性的测量，缪子告诉我们的是一个微观的磁性，因为它与原子的磁矩发生相互作用，能做到这一点的还有中子，但中指要比缪值重九倍。实线太微弱的时候，它几乎是无能为力的，这个时候就需要靠缪子来救场，因为缪子它有一个非常独到的特点，它们天生是一个优品。

如果我们用一束高能的质子去轰击皮或者碳原子核，你就会在表面产生一个死赖不走的派介质，而这个派介质它会迅速的衰减成一个正缪子和一个正缪子。

中微子即能量守恒和动量守恒定律，再加上杨振宁、李政道发现的若相互作用乙醇不守恒定律，那么我们就会发现这个中微子它是一个左撇子，而这个缪子就是个右撇子，悄悄来说也就是说缪子的自旋会跟它的这个动量方向是反向的锁定。

这个正缪子就像一个自带指南针尾巴的一个小号的智者，那么他遇到磁场以后，就会产生机器敏感的反应。

如果我们把移速就确定方向的这个正谬指入射到我们的材料内部，会发生什么呢？这束缪指它会停在我们材料的某个的位置，大概在2.2微秒的时间，它就会摇身一变成为亲子界的老大，变成正电子，伴随着小弟，还有电子的中微子和缪子中微子。

因为正电子是在相同环境下产生的，也就是说他们会四面八方散开。那么考虑到我们的正缪子，它是个天生的右撇子，对吧？那么正电子的分布就会出现3分之1的不对称性。换句话说，在缪指运动方向的后方，你探测到的正电子数量是前方的3分之1。

但是如果材料内部的原子存在的词句，因为原子的质量是远远大于缪子，而缪指自带的指南针就会被原子磁性牵着鼻子转而发生震动，就像绕着持续的方向转圈跳舞，进动的频率直接跟磁场成正比，这就是谬子自旋的旋转。

那么如果遇到原子磁矩是方向和大小都杂乱无章的，那么原本整齐划一的缪子就会打乱，最终会溃不成军，那么它的旋转或者随着时间就不断的衰减，这就叫做磁域。那么如果遇到原子磁矩是有特定排列的，那么换句话说就是材料存在特定的磁有序结构，这个时候它的mute的进动就会产生一个特定的节奏，甚至它这个跳舞的节奏跟我们这个词句是一致的，这就是公正。

我们通过测量非素材料正定的分布的不对称性，它随着时间的这个具体演变的行为，我们就能推测出材料内部微观磁性的行为。所以当一束缪子遇到一大群原子的时候，这些天然的右撇子就会产生3种不同的动力学行为。

旋转磁域和共振对应的这个英文单词就是rotation、relaxation和resistance，那么也就是三个R所以我们用muz作为微观词。探针的技术我们又叫做缪SR，其中S就是S自旋，R就是旋转磁域和共振的合体。

缪SR技术是极其精密的磁性探测手段，它又分为三种探测方式，零场缪斯2就是完全不要加外磁场来探测材料内部的磁场的大小。中场米尔萨就是说加一个跟缪斯动量方向平行的这个磁场，来挣脱跟材料内部磁场的一个束缚。

那么横扫缪斯R就是加一个跟缪指运动方向垂直的磁场。缪子在持续的同时还会发生震荡，那么测量其震荡的周期和衰减的行为，我们就可以进一步得到内部磁场的具体的分布形式。这三种方式是互为补充的，可以把材料内部的磁场摸得一清二楚。

2.缪SR技术:精密的磁性探测利器

USR的特点是磁场越小越敏感，因为它这个持续的时间会更长。它能探测仅有地磁场5分之1的一个微弱磁场，大概是0.1高斯，甚至原子核本身的瓷具也逃不过它的法眼。不仅是静态的磁性，对动态的词斩落也能敏感的捕捉到。

它的精度大概是十的4次方到10的12次方赫兹。USR还对探测样品不挑，固体、液体甚至气体都可以探测。环境除了电场无人家之外，可以加磁场、光场、低温高压等等，可谓是超级显微镜的又一大法宝。

虽然缪塞尔神通广大，但遗憾的是目前全世界只有四个秘书业，分别在加拿大、英国、瑞士和日本。通常谬质盐是散裂中子盐的标配之一，因为散裂中子盐它必然会用到高能质子加速器。那么只需要在这个质子经过的路上放一个很薄的皮板，也就足以产生谬XR所需要的缪子。

2.中国缪子岩:Melody的诞生

非常惊喜的是，中国闪电种子岩二期工程终于启动了，世界上的第五个缪子岩，中国的缪子岩试验站即将上线。那么让我们一起记住咱们这个中国缪族的名字叫做Melody，也叫美乐迪。它将微观世界的奥秘变成一个非常优美动听的旋律。