质子寿命几乎是无限的,为什么中子寿命却短到只有15分钟?

发布网友发布时间：2022-05-27 12:28

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热心网友时间：2023-10-22 14:43

世界上有几百万种化合物，构成他们的只有100多种原子，构成原子只需要三种基本粒子：电子，质子和中子。质子和中子共同构成了原子核，它们就像兄弟一样，大小和结构都类似，可以相互转换。很多人都以为中子不带电，而是质子带电，所以中子应该比质子要稳定，事实上，中子非常的调皮。质子是1918年发现的，而中子是在1932年发现的，晚了14年。可见中子的难搞！单独的中子，半衰期只有15分钟左右（还未被精确测定）。而它的兄弟质子，寿命有10的30次方年以上（也未精确测定）。

》胖子有无尽的悲伤！所有的原因都来自于，中子比它的兄弟质子要重。

重就意味着能量高，能量高的粒子有向能量低的粒子转化的倾向。所以中子容易衰变，变成质子和一个电子，以及一个电子中微子。实际上，基本粒子的衰变是一个概率性的事件，所以说中子的寿命是15分钟，也只是一个统计值。

中子和质子都是由三个夸克组成，中子衰变的原因在于其内部有一个夸克寿命比较短！

在原子核内，中子之所以处于比较稳定的状态，就是因为大多数情况下原子核内的中子的质量小于衰变所需要的质量。

所以中子的衰变，不仅有自身不稳定的因素影响，而且有能量条件。

》宇宙大爆炸最初有一个爆胀阶段，这个时候质子和中子都没有诞生。

在爆胀阶段结束以后，最先出现的是中子。随着宇宙的冷却，中子的兄弟~质子才出现！开始的时候，中子比质子多很多！随着宇宙的不断冷却，质子的数量超过了中子的数量！

在大爆炸之后，10秒钟的时候，中子和质子形成了最早的氦原子核！这个时候质子和中子的比例就固定了下来，其比值是7:1！

》精确测定中子的寿命，对于正确理解宇宙大爆炸之初的状态很重要。

但是现在中子的寿命用两种方法测出来的结果是不一样的，一个是14分39秒，一个是14分48秒。而且这两方法同样都找不出来漏洞。所以本文的一开头，只能大概介绍中子的寿命。

不仅仅是中子，科学家们用各种方法测的质子寿命也不统一。有的团队测出来的是10的30次方年，有的团队测出来是10的35次方年。

质子的寿命之所以也很重要，是因为它关系到在su(5)（定义在非阿贝尔规范群上的5阶矩阵）基础上能不能形成大统一理论。

对于大统一理论，不同的数学模型预测的质子寿命结果也不一样。接受的比较多的计算模型，计算出质子的寿命在10的31次方年左右。后来，日本的超级神冈探测器据说已经把质子的寿命精确下限测定为10的34次方年。然后理论物理学家又做了一个模型，据说可以接受10的36次方以内的结果。

整个量子力学的模型，给人的第一感觉就是水多了加面，面多了加水。

所以现在是，虽然质子和中子的寿命相差很远，但是具体都没有定论。

所以目前人类的水平，连15分钟以内的中子寿命都测不准。只能用一句，“哎呦我去”，来结束本文。