衰变宽度

敲一口余音绕梁的钟，你听到一个清晰、纯净的音；敲一口闷响即止的破钟，声音则是一团浑浊、含混的音高。同样的取舍出现在不稳定粒子身上：一个粒子活得越短，它的质量看上去就越模糊。物理学家用一个叫「衰变宽度」的数来刻画这种模糊，常用希腊字母 Γ 来记。

衰变宽度，是一个不稳定粒子所显示的能量（即质量）上的展宽，它恰好是该粒子寿命的倒数：宽度大意味着寿命短，宽度窄意味着寿命长。这是不确定性原理的直接后果——该原理把一样东西能持续多久，与它的能量能被定义得多精确联系起来。由于在粒子物理学里质量就是能量，一个短命粒子并没有一个尖锐的质量值，而是有一小段质量范围；多次测量它，你得到的是一个有特征宽度的峰包，而不是一根尖刺。宽度以能量单位标注（常用 MeV 或 GeV），用一个常数除以宽度，立刻就得到以秒为单位的寿命。

衰变宽度之所以重要，是因为它正是实验对极短命粒子真正测得的东西。你没法给一个只活一亿亿亿分之一秒的东西计时，但你能测量它在质量图上所形成峰包的宽度，并据此推出寿命。总宽度还把一个粒子所有衰变途径的贡献加在一起，所以它暗中包含了各个分支比。一个值得分清的要点：宽度和寿命是对同一个事实的两种描述——一种用能量的语言，另一种用时间的语言。