宇宙线（cosmic rays）

宇宙线是从太空中昼夜不停、从四面八方雨点般落向地球的高速粒子。尽管这个老式的名字里带着"线"字，它们大多根本不是光线，而是实实在在的物质碎块——主要是裸露的质子，外加少量更重的原子核——从银河系深处甚至更远的地方被抛向我们。其中少数粒子运动得如此接近光速，以至于单单一个就携带着相当于一记重扣网球的能量，全部挤进一个亚原子粒子里。

当这样一个粒子撞上大气层顶端时，它会撞碎一个空气分子，碎片又去撞碎更多分子，产生一连串不断扩展的次级粒子，称为空气簇射。等到抵达地面时，一个原初宇宙线可能已经变成数十亿个更轻的粒子，洒落在一座城镇那么大的区域上。架在山顶、装在卫星上、铺满沙漠的探测器捕捉这些粒子，再反推出原初来客的能量与方向。宇宙线的能量以电子伏特来计量，跨度大得惊人，从几百万电子伏特一直到一亿万亿。

宇宙线是人类第一次遇见高能粒子物理学的途径，比任何人建成加速器都早了几十年。正电子——人类见到的第一个反粒子——还有缪子以及其他好几种粒子，全都是在 20 世纪三四十年代的宇宙线簇射中被发现的。它们至今仍然举足轻重：它们是一束免费的、天然的粒子束，比我们能造出的任何东西都更高能；它们是来自爆炸恒星、黑洞等剧烈天体的信使；而它们究竟从何而来至今仍是个谜，因为它们带电，银河系的磁场会弯折它们的路径，把通向源头的踪迹搅得一团乱。