Dlaczego teoretyczny okres półtrwania protonu jest tak wysoki w porównaniu do półtrwania innych cząstek subatomowych?

Dlaczego teoretyczny okres półtrwania protonu jest tak wysoki w porównaniu do półtrwania innych cząstek subatomowych?
Anonim

Odpowiedź:

Gdyby protony się rozpadały, musiałyby mieć bardzo długie okresy półtrwania i nigdy nie były obserwowane.

Wyjaśnienie:

Wiele znanych cząstek subatomowych rozpada się. Niektóre jednak są stabilne, ponieważ prawa zachowania nie pozwalają na rozpad na nic innego.

Przede wszystkim istnieją dwa typy bozonów i fermionów cząstek subatomowych. Fermiony są dalej dzielone na leptyny i hadrony.

Bozony przestrzegają statystyk Bosego-Einsteina. Więcej niż jeden bozon może zajmować ten sam poziom energii i są nośnikami siły takimi jak foton, a W i Z.

Fermiony przestrzegają statystyk Fermiego-Diraca. Tylko jedna fermion może zajmować poziom energii i są cząstkami materii. Leptony są niepodzielnymi fermionami, a hadrony składają się z dwóch lub więcej związanych kwarków.

Liczby bozonów i fermionów mogą zmieniać się tylko w wielokrotnościach dwóch. Należy również zachować opłatę. Zachowane są również liczby Leptona i kwarka.

Fotony są najlżejszymi nienaładowanymi bozonami i są stabilne, ponieważ nie mogą się rozpaść.

Neutrina elektronowe są najlżejszymi nienaładowanymi fermionami i są stabilne, ponieważ nie mogą się rozpaść. Są też leptonami.

Gluony są najlżejszymi naładowanymi bozonami. Są stabilne, ponieważ nie mogą się rozpaść.

Elektrony są najlżejszymi naładowanymi fermionami. Są stabilne, ponieważ nie mogą się rozpaść. Są też leptonami.

Piony są najlżejszymi hadronami, ale ponieważ składają się z kwarka i antykwarku, są bardzo niestabilne. Zazwyczaj rozpadają się na dwa fotony lub elektron i antyneutrino elektronowe, albo pozyton i neutrino elektronowe. Rozpad pary cząstek antycząstek zachowuje liczby leptonowe.

Proton jest najlżejszym naładowanym hadronem, który ma trzy kwarki. Przepisy dotyczące ochrony wymagają, aby były stabilne i nie ulegały rozkładowi.

Niektóre teorie pozwalają łamać prawa ochrony w pewnych okolicznościach. Takie teorie pozwalają na rozpad protonów. Jeśli wystąpi rozpad protonu, nigdy nie został zaobserwowany, a okres półtrwania musi być bardzo długi.