¿Se descomponen los protones?

De hecho, esta fue una pregunta muy grande e importante en la década de 1980. Nadie ha visto nunca una descomposición de protones. Sin embargo, las fuerzas de la naturaleza habían sido recientemente descritas con éxito, e incluso parcialmente unificadas, por las teorías de los medidores, y había surgido un modelo estándar para las interacciones de partículas, que era la combinación de todas estas teorías de los medidores, dos de las cuales eran unificado por la teoría combinada de Weinberg y Salam.

Los componentes de la teoría del calibre eran bastante limpios, buenas teorías y satisfactorios. Sin embargo, se combinaron en el Modelo Estándar de una manera muy simple, con lo que nadie estaba completamente satisfecho. Entonces, la gente probó el enfoque de Weinberfg y Salam una vez más, y buscó una teoría de calibre combinado más grande que pudiera explicar la estructura algo chatarra.

Una de las primeras teorías importantes que surgió de este esfuerzo fue el modelo de teoría de calibre SU (5), una teoría de calibre único que puede dividirse, bajo el esquema de ruptura de simetría correcto, en las teorías de calibre separadas que vemos en el modelo estándar. Tiene un atractivo empírico sustancial, ya que en realidad explica 2 de los 17 parámetros del Modelo Estándar en términos de los otros 15, y encuentra los valores correctos y medidos experimentalmente para ellos.

Sin embargo, los bosones de calibre extra en el modelo permiten interacciones adicionales entre los electrones y los quarks, y sugiere que los quarks, y por lo tanto los protones, pueden descomponerse en electrones y neutrinos más ligeros.

Esta fue una predicción importante, y se realizaron varios experimentos muy grandes. Desafortunadamente, nunca se encontró evidencia de este fenómeno, arruinando a esta bella modelo.

Todavía creo que debe haber una manera simple de rescatar al modelo. Algún día…

Teóricamente sí. Proton Decay se formuló por primera vez para describir una forma indirecta de ver el Modelo de Gran Unificación de Georgi-Glashow. El modelo Georgi-Glashow describe el Grupo Unitario Especial de SU (5). En esta Gran Teoría Unificada. B – L es introducido. B – L es la diferencia entre el Número Baryon y el Número Lepton. Los números de Baryon y Lepton surgen de la mugre Teorema de Noether para la conservación de la simetría. En el modelo Georgi-Glashow, B-L surge como una simetría global U (1) B-L. Esta simetría siempre se conserva pero se rompe espontáneamente. Los bosones que surgen de esta ruptura de simetría son los bosones X e Y. Una forma indirecta de ver B – L es a través de la descomposición de protones. Un protón debería descomponerse en un Pión y un Positrón. ¿Se ha descompuesto un protón? La respuesta es no. Si seguimos buscándolo, podemos recibir una Gran teoría unificada.

Observacionalmente, nunca lo hemos observado.

Desde el punto de vista de la teoría, la mayoría de los teóricos considera esencial que la descomposición del protón, aunque la tasa de descomposición puede ser muy, muy pequeña. El problema es que si los protones no se descomponen en absoluto, entonces no sabemos cómo crear una diferencia de desequilibrio de materia en el universo primitivo.

Una forma de pensarlo es que la descomposición de protones es el proceso “opuesto” que creó más materia que antimateria en primer lugar. Hubo algún proceso en el universo temprano que fue como

(cosas) -> (más protones que antiprotones)

La descomposición de protones es el proceso opuesto.

(protones) -> (cosas)

Entonces, si los protones no se descomponen en absoluto, hay un poco de misterio en cuanto a cómo el universo creó más protones que antiprotones en primer lugar.

No lo sabemos, pero si lo hacen, su promedio de vida es muy largo, ciertamente más de [matemática] 10 ^ {29} [/ matemática] años, y probablemente incluso superior a [matemática] 10 ^ {34} [/ matemática] años, mucho más, que la vida del universo.

Un protón puede “desintegrarse” cuando se une en ciertos núcleos atómicos, aquellos que exhiben desintegración [matemática] \ beta ^ + [/ matemática]: dicha desintegración de núcleos que emite un positrón y un neutrino electrónico, en estado con un protón menos, puede parecer Uno de los protones en el núcleo se descompone en neutrones, positrones y neutrinos. Sin embargo, esto probablemente no sea lo que está preguntando.

La descomposición de protones nunca se ha observado en muchas búsquedas, consulte http://pdg.lbl.gov/2016/mobile/s

Vida media \ tau> 2.1 \ veces 10 ^ {29} años, CL = 90% (modos invisibles)

Vida media \ tau> 10 ^ {31} a 10 ^ {33} años (depende del modo). [F]

[f] El primer límite es para p → cualquier cosa o modos de “desaparición” de un protón unido. La segunda entrada, un rango aproximado de límites, supone que los modos de descomposición dominantes se encuentran entre los investigados.

A temperaturas de escala de 100 GeV alrededor de la transición de fase de electrodébil, se espera que los procesos de esfaleron no perturbativos en el modelo estándar violen el número de bariones (por tres a la vez), pero a las temperaturas actuales de la era son exponencialmente pequeños (espere cero en el post Big Bang historia del universo observable).

Varias grandes teorías unificadas propuestas predicen la desintegración de protones a tasas muy lentas, pero los experimentos están comenzando a descartar muchas de las teorías posibles y atractivas.

Actualmente no hay evidencia experimental de que el protón alguna vez se descomponga (el límite inferior actual en la vida media es de aproximadamente [matemática] 10 ^ {34} [/ matemática] años). Sin embargo, algunos otorgan teorías unificadas (como el modelo Georgi-Glashow, entre otros) predicen que el protón se desintegra en un electrón y un pión:


[matemáticas] p ^ {+} \ rightarrow e ^ {+} + \ pi ^ {0} [/ matemáticas]


Si esto realmente ocurre, ocurriría a través de la mediación de los bosones X o bosones de Higgs presentes en estas teorías.

Por otro lado, un neutrón libre tiene una vida media de alrededor de 15 minutos, descomponiéndose en un protón, un electrón y un antineutrino (esto se conoce como desintegración beta):


[matemáticas] n ^ {0} \ rightarrow p ^ {+} + e ^ {-} + \ bar {\ nu} ^ {e} [/ matemáticas]


(también hay otros canales de descomposición exóticos. La mayoría de los neutrones unidos son estables, aunque los neutrones en los isótopos radiactivos se descomponen a través del mecanismo de descomposición beta, con semividas variables). En este caso (neutrones), diríamos que la “razón” por la que el neutrón es inestable se debe a la interacción débil que media esta desintegración. En términos del modelo de quark, uno de los quarks “abajo” que forman el neutrón se convierte en un quark arriba. emitiendo un bosón virtual de vector W, que se desintegra en un electrón y un antineutrino.

En física de partículas, la desintegración de protones es una forma hipotética de desintegración radiactiva en la que el protón se desintegra en partículas subatómicas más ligeras, como un pión neutro y un positrón. … Actualmente no hay evidencia experimental de que ocurra la descomposición de protones .

Caries de protones – Wikipedia

Los protones aún no se han encontrado experimentalmente en descomposición. Tener una vida media de más de 10 ^ 34 años.

Sin embargo, los Bosones Gauge teorizados conocidos como bosones X e Y, que median las interacciones entre Quarks y Leptons, permitirían la violación de la Conservación del Número de Baryon, y por lo tanto podrían hacer posible la Decadencia de Protones. Estos bosones son masivos.

Además, si un protón se descompone, se descompondrá en un Pión y un positrón (anti-electrón).

Es una hipotética descomposición de un protón en otras partículas más ligeras que violan, sin embargo, algunas leyes de conservación como la regla del número de conservación de bariones. En algunas especulaciones teóricas, los protones no son eternos sino que se descomponen después de un intervalo de tiempo grande. Pero hasta ahora no hay evidencia de que suceda y de esta manera la vida útil del protón se define como más de 10 ^ 34 años. ¿Se descomponen los protones?

Un proceso hipotético aún no detectado que viola todo tipo de leyes de conservación.

El protón como libre nunca se observó descomposición, es muy estable, teóricamente su tiempo de vida se estima en unos 10 ^ 34-33 años. Pero dentro del núcleo físicamente puede descomponerse (bajo interacción nuclear débil) como uno de los procesos de descomposición beta como ,

P (quarks uud) —— → N (quarks udd) + positrón + neutrino.

Más detalles u quark en P— → w + – → d + positrón (e +) + neutrino

Este w + tomó prestada su energía del vacío durante aproximadamente 10 ^ -16 segundos, y desaparece, es uno de los bosones del campo de electroválvulas.

En física de partículas, la descomposición de protones está asociada con el proceso radiactivo, en el que un protón se transforma en el protón de otro átomo, pero no existe una prueba sólida que respalde esta hipótesis.

Vamos hombre. Caries de protones

Afortunadamente no! Se podría pensar que están en el extremo más bajo del espectro (bariones) y, por lo tanto, no se descomponen …

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