No, un protón nunca se descompondrá en un neutrón más un positrón y un neutrino.
Las descomposiciones tienen lugar en el marco de descanso de la partícula, donde el protón tiene una energía de masa en reposo de 938.28 MeV. En ese marco, el neutrón siempre tiene una energía de masa en reposo de 939.57 MeV. Por lo tanto, la conservación de energía prohíbe esta descomposición, independientemente de las otras partículas que se producen (un positrón de 0,51 MeV y un neutrino casi sin masa).
La conservación de la energía se mantiene en todos los marcos y si un proceso está prohibido en un marco de referencia, está prohibido en todos los marcos de referencia.
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El protón es el barión más ligero y, por lo tanto, tiene que descomponerse en algo que no sea un barión. Los candidatos son
- [matemáticas] p \ rightarrow e ^ + \ pi ^ 0 \ qquad \ tau> 8.2 \ veces 10 ^ {33} \ text {años} [/ math]
- [matemáticas] p \ rightarrow \ mu ^ + \ pi ^ 0 \ qquad \ tau> 6.6 \ times 10 ^ {33} \ text {años} [/ math]
- [matemáticas] p \ rightarrow \ nu \ pi ^ + \ qquad \ tau> 0.025 \ veces 10 ^ {33} \ text {años} [/ math]
- [matemáticas] p \ rightarrow e ^ + K ^ 0_ {L, S} \ qquad \ tau> 0.15 \ times 10 ^ {33} \ text {años} [/ math]
- [matemáticas] p \ rightarrow \ mu ^ + K ^ 0_ {L, S} \ qquad \ tau> 0.12 \ times 10 ^ {33} \ text {años} [/ math]
- [matemáticas] p \ rightarrow \ nu K ^ + \ qquad \ tau> 0.67 \ veces 10 ^ {33} \ text {años} [/ math]
Los límites se dan en la vida útil se dan en la segunda columna.
Tenga en cuenta que todos son significativamente más largos que la edad del Universo. Puede parecer contradictorio, pero debe recordar que si tiene un gramo de agua, tiene protones [matemáticos] 10 ^ {23} [/ matemáticos] y si se descomponen con una vida útil de [matemática] 10 ^ {10} [/ math] años, entonces cada segundo tendrías 1 millón de protones en descomposición en ese gramo de agua, que sería 0.1 milivatios, difícil de observar, ya que causaría que el agua en un termo hierva en un par de días.
Para más información sobre las propiedades del protón, vea
Propiedades de protones en LBL.gov
