¿Qué causa la descomposición de un neutrón libre y qué sucede con él?

Para agregar a la respuesta del usuario de Quora, vale la pena mirar el diagrama de Feynman para la desintegración beta (de http://upload.wikimedia.org/wiki…):

En esta interacción, un quark hacia abajo (valencia) se convierte en un quark hacia arriba (valencia) y emite un bosón W virtual. El bosón W lleva la diferencia en el sabor débil entre los quarks arriba y abajo, y la diferencia de carga entre los dos quarks. La W virtual se descompone en el electrón y el antineutrino. Del mismo modo, el electrón y el antineutrino tienen una diferencia de carga que es la carga de W-, y son de diferentes sabores débiles.

Energéticamente, la descomposición es favorable ya que un protón tiene una energía (masa) menor que la del neutrón. Esta no es una cantidad fundamental, sino que surge de las propiedades de las partículas constituyentes y sus acoplamientos a otras partículas.
La naturaleza simplemente tiene un estado unido estable más ligero hecho de quarks, y resulta ser el protón.

Un núcleo de neutrones casi siempre será absorbido por un núcleo antes de que tenga tiempo de desintegrarse por sí solo. Un neutrón libre tendría una mayor probabilidad de alcanzar la desintegración beta en el vacío del espacio, o posiblemente en una trampa de neutrones fríos con helio líquido, ya que el helio-4 no puede absorber un neutrón; sin embargo, el helio-3 absorbe ávidamente un neutrón y se convierte en tritio.

Los núcleos con un número impar dado de nucleones, todos los beta decaen hacia el único nucleido más estable y beta más ligero con ese número de nucleones. El neutrón y el protón son solo el caso particular del número impar 1, mientras que el siguiente caso para Z = 3 es el tritio decayendo a helio-3. (Para un número par dado de nucleones, puede haber hasta 3 nucleidos estables con esa cantidad de nucleones).