ทำไมครึ่งชีวิตทางทฤษฎีของโปรตอนจึงสูงมากเมื่อเทียบกับครึ่งชีวิตของอนุภาคย่อยอื่น?

ตอบ:

ถ้าโปรตอนสลายตัวพวกมันจะต้องมีครึ่งชีวิตที่ยาวมากและมันไม่เคยถูกสังเกต

คำอธิบาย:

อนุภาคย่อยที่รู้จักกันหลายตัวสลายตัว บางคนมีความเสถียรเพราะกฎหมายการอนุรักษ์ไม่อนุญาตให้สลายตัวไปเป็นอย่างอื่น

ก่อนอื่นมีอนุภาคย่อยสองชนิดคือโบซอนและเฟอร์มิออน เฟอร์มิออนถูกแบ่งย่อยออกเป็นเลพตันและฮาดรอน

Bosons เชื่อฟังสถิติ Bose-Einstein โบซอนมากกว่าหนึ่งสามารถครอบครองระดับพลังงานเดียวกันและพวกเขาเป็นผู้ให้บริการบังคับเช่นโฟตอนและ W และ Z

Fermions ทำตามสถิติของ Fermi-Dirac มีเฟอร์ไมออนเพียงแห่งเดียวเท่านั้นที่สามารถครอบครองระดับพลังงานและเป็นอนุภาคของสสาร Leptons เป็นเฟอร์มิออนที่แยกไม่ออกและฮาดรอนประกอบด้วยสองควาร์กที่ถูกผูกไว้

หมายเลข Boson และ fermion สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในทวีคูณของสองรายการเท่านั้น ค่าใช้จ่ายจะต้องได้รับการอนุรักษ์ ตัวเลข Lepton และ quark ยังได้รับการอนุรักษ์

โฟตอนเป็นโบซอนที่ไม่มีประจุเบาที่สุดและมีความเสถียรเพราะไม่มีสิ่งใดที่สลายตัวได้

อิเล็กตรอนนิวตริโนเป็นเฟอร์มิออนที่ไม่มีประจุเบาที่สุดและมีความเสถียรเพราะไม่มีสิ่งใดที่พวกมันสลายตัวได้ พวกมันเป็นเลปตันด้วย

กลูออนเป็นโบซอนที่มีน้ำหนักเบาที่สุด พวกเขามีความเสถียรเพราะไม่มีอะไรที่พวกเขาสามารถสลายไป

อิเล็กตรอนนั้นมีค่าเฟอร์มิออนที่เบาที่สุด พวกเขามีความเสถียรเพราะไม่มีอะไรที่พวกเขาสามารถสลายไป พวกมันเป็นเลปตันด้วย

ไพออนเป็นฮาดรอนที่เบาที่สุด แต่เนื่องจากพวกมันประกอบไปด้วยควาร์กและ Antiquark พวกมันจึงไม่เสถียรอย่างมาก พวกเขามักจะสลายตัวเป็นสองโฟตอนหรืออิเล็กตรอนและอิเล็กตรอน antineutrino หรือโพสิตรอนและอิเล็กตรอนนิวตริโน อนุภาคปฏิปักษ์คู่อนุภาคสลายตัวเก็บรักษาหมายเลข lepton

โปรตอนเป็นฮาดรอนที่มีประจุเบาที่สุดซึ่งมีสามควาร์ก กฎหมายการอนุรักษ์กำหนดให้มีความมั่นคงโดยไม่มีสิ่งใดที่พวกเขาสามารถสลายตัวได้

ทฤษฎีบางทฤษฎีอนุญาตให้ใช้กฎหมายการอนุรักษ์ภายใต้สถานการณ์บางอย่าง ทฤษฎีดังกล่าวอนุญาตให้โปรตอนสลายตัว ถ้าการสลายตัวของโปรตอนเกิดขึ้นมันก็ไม่เคยถูกสังเกตและครึ่งชีวิตต้องยาวมาก