自然界中能量最高的粒子（highest-energy particles in nature）

在撞击地球的宇宙线当中，有极少数携带着几乎令人难以置信的能量——远远超过人类用机器制造出的任何东西。最著名的单个例子是 1991 年探测到的，被昵称为"我的天哪粒子"。它是单单一个亚原子粒子，很可能是一个孤零零的质子，却携带着大约相当于一个以每小时五十英里投出的棒球的能量，全部集中在一个远比原子还小的微粒里。这种超高能宇宙线极其稀有：在地球上某一平方千米的区域里，大约每一个世纪才落下一个。

在粒子的尺度上，它们的能量大得惊人：几千万万亿电子伏特，写作几倍于 10 的 20 次方电子伏特。相比之下，地球上最强大的加速器——大型强子对撞机——也只能达到大约 10 的 13 次方。所以在这些罕见的事件里，大自然把我们最好的机器甩开了几千万倍。为了捕捉它们，物理学家建造庞大的探测器阵列——阿根廷的皮埃尔·奥热天文台把一个个水箱铺满了比一个小国还大的区域——守候着单个粒子激起的浩大空气簇射。

这些粒子带来一个真正的谜题。理论说应该存在一个上限，叫做 GZK 截断，因为高于某个能量的质子，在穿越数百万光年的太空时，应当通过与宇宙微波背景的光子相撞而损失能量——可偏偏有少数粒子似乎擦着这道坎过来了。它们究竟从哪里来，又是什么样的宇宙引擎——超大质量黑洞、相撞的星系、还是某种更古怪的东西——能把物质抛到如此高的能量，至今仍是粒子物理学与天文学交汇处的一个悬而未决的问题。