Se espera que el electrón sea absolutamente estable porque es la partícula cargada más ligera bajo electricidad y magnetismo.
La conservación de la carga junto con la conservación del momento de energía dice inmediatamente que la partícula cargada más ligera debe ser estable . Si el electrón se pudriera, uno de estos dos principios debe ser violado.
Esto es más técnico, pero entra en lo que sucedería si el electrón fuera inestable.
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Requisitos necesarios para un electrón inestable
Es poco probable que se viole la conservación del momento de energía debido a una gran cantidad de razones técnicas que tienen que ver con la consistencia mecánica cuántica de las teorías.
Las violaciones de la conservación de la carga son posibles sin cambios radicales en la teoría y, de hecho, esto sucede con las interacciones de electroválvulas. Lo que resulta es que el fotón se vuelve masivo. Sabemos que la masa del fotón tiene que ser menor que [matemáticas] 10 ^ {- 18} \ text {eV} / c ^ 2 – 10 ^ {- 24} [/ matemáticas] veces más ligera que la masa del electrón . [1] De hecho, este límite puede ser tan bajo como [math] 10 ^ {- 26} \ text {eV} / c ^ 2 [/ math]. [2]
La segunda cosa que requiere es un campo escalar cargado (similar al bosón de Higgs) y que este campo escalar cargado debe ser muy ligero (similar en masa a la masa del fotón). Entonces no habríamos descubierto una partícula cargada de luz. La única forma en que esto podría suceder es si esta nueva partícula tuviera una carga realmente pequeña. No recuerdo los límites de este tipo de partículas, pero las cargas deben ser bastante pequeñas.
Vida útil estimada de un electrón inestable
La vida útil del electrón en el caso en que esta nueva partícula escalar de luz tiene [matemática] 1 / q [/ matemática] veces la carga del electrón es entonces
[matemáticas] \ tau_e \ sim \ left (\ frac {M_Z} {m_ \ gamma} \ right) ^ {2q} \ frac {\ hbar} {m_e c ^ 2} [/ math]
así que si [math] q [/ math] es 10, este factor de mejora de por vida es [math] 10 ^ {580} [/ math] – no hace falta decir que este es un gran número y estamos en el rango de más de [ matemáticas] 10 ^ {500} [/ matemáticas] veces la edad del Universo. Hay [math] 10 ^ {80} [/ math] partículas en el Universo observable, por lo que hay menos de 1 parte en [math] 10 ^ {400} [/ math] posibilidad de que un electrón se haya desintegrado en la vida del universo.
Advertencia Emptor
Hay algunas suposiciones en las estimaciones anteriores, pero estas suposiciones son bastante sólidas, pero podrían estar equivocadas. Lo más importante, siempre debemos suponer que hay cosas que no sabemos. Por lo tanto, deberíamos buscar el decaimiento de electrones, pero no deberíamos esperar que este sea probablemente un canal de descubrimiento.
Notas al pie
[1] http://pdg.lbl.gov/2015/listings…
[2] http://arxiv.org/pdf/hep-ph/0306…
