Proč je teoretický poločas rozpadu protonu tak vysoký ve srovnání s polovičním životem jiných subatomárních částic?

Proč je teoretický poločas rozpadu protonu tak vysoký ve srovnání s polovičním životem jiných subatomárních částic?
Anonim

Odpovědět:

Kdyby se protony rozpadly, musely by mít velmi dlouhé poločasy a nikdy nebyly pozorovány.

Vysvětlení:

Mnoho známých subatomárních částic se rozpadá. Některé jsou však stabilní, protože zákony o ochraně přírody jim neumožňují rozpad na cokoliv jiného.

Především existují dva typy subatomárních částic bosonů a fermionů. Fermiony jsou dále rozděleny do leptonů a hadronů.

Bosons poslouchat Bose-Einstein statistiky. Více než jeden boson může zaujmout stejnou energetickou hladinu a jsou nosiče síly jako foton a W a Z.

Fermiony se řídí statistikou Fermi-Dirac. Pouze jeden fermion může zaujmout energetickou hladinu a jsou to částice hmoty. Leptony jsou nedělitelné fermiony a hadrony se skládají ze dvou nebo více vázaných kvarků.

Čísla bosonů a fermionů se mohou měnit pouze v násobcích dvou. Poplatek musí být také zachován. Konzervovaná jsou také čísla leptonů a kvarků.

Fotony jsou nejslabší bosony bez náboje a jsou stabilní, protože se do nich nedají nic rozložit.

Elektronové neutrina jsou nejlehčí nevybrané fermiony a jsou stabilní, protože se nedají ničit. Jsou to také leptony.

Gluony jsou nejlehčí nabité bosony. Jsou stabilní, protože se nedají ničit.

Elektrony jsou nejlehčí nabité fermiony. Jsou stabilní, protože se nedají ničit. Jsou to také leptony.

Piony jsou nejlehčí hadrony, ale protože se skládají z kvarku a antikvaru, jsou velmi nestabilní. Oni typicky se rozkládají do dvou fotonů nebo elektron a antineutrino elektronu, nebo positron a elektron neutrino. Rozpad částeček antipartikulárního páru zachovává leptonová čísla.

Proton je nejlehčí nabitý hadron, který má tři kvarky. Zákony o ochraně přírody vyžadují, aby byla stabilní s ničím, do čeho se mohou rozpadat.

Některé teorie umožňují za určitých okolností porušit zákony o ochraně přírody. Tyto teorie umožňují rozpad protonů. Pokud dojde k rozpadu protonu, nikdy nebyl pozorován a poločas rozpadu musí být velmi dlouhý.