衰变周期为什么那么长,质子会衰变吗

但如果质子能衰变，它的半衰期一定很长。我们知道中子将在大约15分钟内衰变，而质子，它必须活得很长。只要任何一个质子衰变，高能的衰变产物都会发出光信号。科学家不仅可以测量质子是否衰变，还可以测量有多少质子衰变。如果拿10 ^ 32个质子做实验，等一年，如果没有一个衰变，那就说明质子的半衰期至少是10 ^ 32年！我们需要知道的是，并不是所有的实验都给出质子衰变的结果。

质子会衰变吗？如果可以，那质子的衰变周期有多长？

目前，没有任何一个实验发现质子会衰变。质子衰变曾经是格拉肖的SU5)大统一模型的预言，但后来实验上没有测量到这个现象，所以也宣告了SU5)大统一模型的失败。先说一下格拉肖这个人，他是一个伟大的理论物理学家，与温伯格一起因为弱电统一理论得到诺贝尔物理学奖。这个是大家都知道。要说他与中国人的关系，那么就是他有带出了一个博士生就是姚期智，姚期智现在是清华大学交叉信息学院的院长，是著名的计算机科学家——曾经得到图灵奖。

质子的衰变周期为10^35年，怎么测出来的？人身体里的质子一生中会衰变吗？

先说答案质子的半衰期至少为10^35年，目前实验中并没有测量出来质子会发生衰变，只是一些超出标准模型的大统一理论允许存在违反重子数守恒的现象，才得出来质子衰变这个说法！而在我们人的一生中，哪怕只有一个质子衰变的几率也只有0.001%。这个几率很大吗？其实并不大！我们下面就分析10^35年怎么来的？以及为啥说这个几率并不大？人体内有多少个原子？在标准模型下任何衰变反应都要遵守核子数守恒定律在宇宙中所知道的一切恒星行星所有你眼前能看到的也包括我们自己都是由原子构成的。

但是和其他所有的物质一样，我们身体超过99.9%的质量是由原子核提供的。如果进入原子内部，进入原子的核心，我们会发现原子核是由两个简单的核子组合的，也就是质子和中子。质子和中子以数百种不同的组合形式结合在一起，它们不仅决定了一个原子是什么类型的元素，还决定了一个原子是否稳定。我们每一个人体内都由10，000，000，000，000，000，000，000，000，000，000，000，000，000个原子组成10^28。

我们知道，有些原子具有放射性，比如铋铀和钍，但是这些元素不论是发生衰变，总能保持核子数的守恒！即使是一个不稳定的自由中子上下下夸克，也会衰变为一个质子上上下夸克电子和反电子中微子，其实也就是中子中的一个下夸克释放出了一个w玻色子，转变为了较轻的上夸克，下图可以看到。这个过程也保持核子总数不变。

那么质子呢？每个人体内超过10^27个原子是简单的氢原子，原子核只有一个质子。根据物理学中的许多观点如大统一理论，允许违反核子数守恒的理论，质子本身可以衰变！但如果质子真的可以衰变，那它的半衰期一定很长很长，我们知道中子在15分钟左右就会衰变，而质子，它必须活得非常长。原因就是我们这个世界依然存在，而你和我也健康的存在。

因为人的体内有10^27个普通的质子氢原子的原子核，这个巨大的数量告诉我们，不可能有太多的质子会发生衰变，否则我们就会自发的释放出巨大的能量！因为衰变也是质量转化能量的核反应过程！人体的热量从那里来，简单根据人体的测算，质子的半衰期也需要数亿年和所有恒温哺乳动物一样，人类也会不断地向外部环境释放辐射。

为了让身体保持在合适的温度下，我们需要消耗能量来弥补不断散发的辐射。对于一个成年人来说，每秒会消耗100焦耳的能量，就像一个100w白炽灯泡一样。假设我们人体从衰变的质子中获得100%的能量，这也限制了人体内每秒衰变的质子数，绝对不超过6000亿个质子。根据人体内质子的数量和每秒衰变的质子数，我们就可以知道一个典型的质子衰变至少也需要数亿年。

其实我们并不是从质子的衰变中获取能量，不然我就真的是核反应堆了！我们主要通过化学能从高热量食物中获取能量。维持一个成年男性的正常体温，每天需要摄入约2000卡路里的食物。事实上，营养不良的最早症状之一是体温下降。)怎样才能准确测试质子会不会衰变，它的半衰期是多少？其实方法很简单，就是把大量的质子聚集在一起，越多越好，然后在这些质子周围建造一个巨大的探测器，寻找它们衰变的迹象。