衰變寬度

敲一口餘音繞梁的鐘，你聽到一個清晰、純淨的音；敲一口悶響即止的破鐘，聲音則是一團渾濁、含混的音高。同樣的取捨出現在不穩定粒子身上：一個粒子活得越短，它的質量看上去就越模糊。物理學家用一個叫「衰變寬度」的數來刻畫這種模糊，常用希臘字母 Γ 來記。

衰變寬度，是一個不穩定粒子所顯示的能量（即質量）上的展寬，它恰好是該粒子壽命的倒數：寬度大意味著壽命短，寬度窄意味著壽命長。這是不確定性原理的直接後果——該原理把一樣東西能持續多久，與它的能量能被定義得多精確聯繫起來。由於在粒子物理學裡質量就是能量，一個短命粒子並沒有一個尖銳的質量值，而是有一小段質量範圍；多次測量它，你得到的是一個有特徵寬度的峰包，而不是一根尖刺。寬度以能量單位標註（常用 MeV 或 GeV），用一個常數除以寬度，立刻就得到以秒為單位的壽命。

衰變寬度之所以重要，是因為它正是實驗對極短命粒子真正測得的東西。你沒法給一個只活一億億億分之一秒的東西計時，但你能測量它在質量圖上所形成峰包的寬度，並據此推出壽命。總寬度還把一個粒子所有衰變途徑的貢獻加在一起，所以它暗中包含了各個分支比。一個值得分清的要點：寬度和壽命是對同一個事實的兩種描述——一種用能量的語言，另一種用時間的語言。