Waarom is de theoretische halfwaardetijd van een proton zo hoog vergeleken met de halfleven van andere subatomaire deeltjes?

Waarom is de theoretische halfwaardetijd van een proton zo hoog vergeleken met de halfleven van andere subatomaire deeltjes?
Anonim

Antwoord:

Als protonen vergaan, zouden ze heel lange halfwaardetijden moeten hebben en het is nog nooit waargenomen.

Uitleg:

Veel van de bekende subatomaire deeltjes vergaan. Sommige zijn echter stabiel omdat de natuurwetgeving hen niet toelaat om in iets anders te vervallen.

Allereerst zijn er twee soorten subatomaire deeltjes bosonen en fermionen. Fermionen worden verder onderverdeeld in leptonen en hadronen.

Bosonen houden zich aan de Bose-Einstein-statistieken. Meer dan één boson kan hetzelfde energieniveau innemen en ze zijn krachtdragers zoals het foton en W en Z.

Fermionen houden zich aan de Fermi-Dirac-statistieken. Slechts één fermion kan een energieniveau innemen en zij zijn de deeltjes van de materie. Leptonen zijn ondeelbare fermionen en hadronen bestaan uit twee of meer gebonden quarks.

Boson- en fermionummers kunnen alleen in veelvouden van twee worden gewijzigd. De lading moet ook worden bewaard. Lepton- en quarkgetallen zijn ook geconserveerd.

Fotonen zijn de lichtste ongeladen bosonen en zijn stabiel omdat er niets is waar ze in kunnen vervallen.

Elektron-neutrino's zijn de lichtste ongeladen fermionen en zijn stabiel omdat er niets is waar ze in kunnen vervallen. Ze zijn ook leptonen.

Gluons zijn de lichtste geladen bosonen. Ze zijn stabiel omdat er niets is waar ze in kunnen vervallen.

Elektronen zijn de lichtste geladen fermionen. Ze zijn stabiel omdat er niets is waar ze in kunnen vervallen. Ze zijn ook leptonen.

Pionen zijn de lichtste hadronen, maar omdat ze uit een quark en een antiquark bestaan, zijn ze hoogst onstabiel. Ze vervallen meestal in twee fotonen of een elektron en een elektron-antineutrino, of een positron en een elektron-neutrino. Het verval van het antideeltje van de deeltjes bewaart lepton-aantallen.

Het proton is de lichtste geladen hadronen met drie quarks. Behoudswetten vereisen dat het stabiel is met niets waarin ze kunnen vervallen.

Sommige theorieën laten toe dat beschermingswetten onder bepaalde omstandigheden worden verbroken. Dergelijke theorieën laten protonenverval toe. Als protonenverval optreedt, is het nooit waargenomen en moet de halfwaardetijd erg lang zijn.