Hvorfor er den teoretiske halveringstid for en proton så høj i forhold til halvlevetiden af andre subatomære partikler?

Hvorfor er den teoretiske halveringstid for en proton så høj i forhold til halvlevetiden af andre subatomære partikler?
Anonim

Svar:

Hvis protoner forfalder, skal de have meget lange halveringstider, og det er aldrig blevet observeret.

Forklaring:

Mange af de kendte subatomære partikler forfalder. Nogle er dog stabile, fordi bevaringslove ikke tillader dem at forfalde til noget andet.

Først og fremmest er der to typer af subatomære partikler bosoner og fermioner. Fermioner er yderligere opdelt i leptoner og hadroner.

Bosoner adlyder Bose-Einstein-statistikken. Mere end en boson kan besætte det samme energiniveau, og de er kraftbærere som foton og W og Z.

Fermioner overholder Fermi-Dirac-statistikken. Kun én fermion kan optage et energiniveau, og de er materielle partikler. Leptoner er udelelige fermioner og hadroner består af to eller flere bundne kvarker.

Boson og fermion tal kan kun ændres i multipler af to. Opladning skal også bevares. Lepton og kvark tal er også bevaret.

Fotoner er de letteste opladede bosoner og er stabile, fordi der ikke er noget de kan forfalde i.

Elektronnutriner er de letteste opladede fermioner og er stabile, fordi der ikke er noget, de kan forfalde. De er også leptoner.

Gluoner er de lettest ladede bosoner. De er stabile, fordi der ikke er noget de kan forfalde i.

Elektroner er de lettest opladede fermioner. De er stabile, fordi der ikke er noget de kan forfalde i. De er også leptoner.

Pioner er de letteste hadroner, men som de består af en kvark og en antikvark, er de meget ustabile. De forfalder typisk i to fotoner eller en elektron og en elektronantineutrino, eller en positron og en elektronnutrino. Partikel-antipartikelparets forfald bevarer leptonnumre.

Protonet er de letteste ladede hadroner, der har tre kvarker. Bevarelseslover kræver, at det er stabilt med intet, de kan forfalde i.

Nogle teorier tillader, at bevaringslovgivningen brydes under visse omstændigheder. Sådanne teorier tillader protonaffald. Hvis der forekommer protonforfald, er det aldrig blevet observeret, og halveringstiden skal være meget lang.