No solo puede suceder, sino que sucede espontáneamente. Un neutrón se divide en un protón, un electrón y un antielectrón-neutrino.
Aquí hay una forma de pensarlo:
Primero, los neutrones y los protones son bariones. Así se preserva la baronía.
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Segundo, el neutrón es neutral; el protón tiene una carga positiva, el electrón tiene una carga negativa, por lo que el resultado final permanece neutral.
Tercero, el electrón (número de leptones) del electrón está compensado por el antielectrón-neutrino.
Cuarto, el neutrón es un spin-1/2; partícula; cada una de las partículas después de la descomposición también es una partícula spin-1/2, por lo que sus giros pueden sumar naturalmente hasta 1/2 (si uno de ellos tiene un giro negativo) o -1/2 (si dos de ellos tienen un giro negativo ), por lo que se conserva el 1/2 giro original (más o menos) del neutrón.
O bien, puede mirarlo a un nivel más fundamental y ver qué sucede con los quarks que constituyen el neutrón:
Como muestra este diagrama, un neutrón consiste en un quark up y dos quarks down. Uno de los quarks abajo emite un bosón W y se transforma en un quark up; el bosón W, a su vez, se desintegra en un electrón y un antielectrón-neutrino.
En cuanto a la razón fundamental por la que esto sucede … El protón es ligeramente más ligero que el neutrón, de hecho, un poco más de 0.1% más ligero. Eso no parece mucho, pero esa diferencia de energía, cuando se convierte en masa, es más del doble de la masa del electrón. Por lo tanto, hay un exceso de energía de masa en exceso en un neutrón, en comparación con el triplete de un protón, un electrón y un antielectrón-neutrino.
Los neutrones libres se descomponen en protones con una vida media de poco menos de 15 minutos. Afortunadamente, cuando están dentro de los átomos, la situación cambia; reemplazar un neutrón con un protón ya no necesariamente representa un estado de energía más bajo. Entonces, los neutrones dentro de la mayoría de nuestros átomos son estables, lo cual es bastante bueno, de lo contrario, todos estaríamos en problemas.
