主要原因之一是描述beta decay的four-fermion theory在高能下是失效的。

在上世紀早期,Fermi就已經提出過用四個fermion直接相互作用來描述beta decay的理論。如果真如題主所說的那樣中子衰變是釋放出了裡面包含的粒子,那麼中子衰變過程就應該能完美地用Fermi的four-fermion theory來描述,這就導致矛盾了。

後來的歷史進程我們也知道了,Fermi的理論作為一個低能有效理論被適用性更廣的electroweak theory所取代。在electroweak theory中,中子衰變過程在Feynman diagram中被描述為一個涉及到 [公式]玻色子的過程(如下圖)。


中子衰變成質子是d夸克衰變成u夸克釋放w-玻色子,w-玻色子再轉化為一個電子和一個電子中微子


2019-04-21

現在說能夠很明確告訴你~「中子是怎麼衰變成質子和電子「的人,就是個騙子!為何這麼說呢?因為,我們到現在連準確地測量出中子的壽命都做不到。

理論上,測量中子的壽命應該是非常簡單直接的。在 β 衰變中,一個中子會衰變成一個質子、一個電子和一個反中微子(中微子對應的反物質),衰變後粒子的總質量稍小,但是總的電荷、自旋以及其他守恆量都與原粒子相同。這些守恆量中包括「質能」,也就是說減少的質量都轉化為衰變產物的動能。由於衰變本質上是一個隨機的量子現象,我們無法準確地預言某一個特定的中子會在何時衰變,因此我們只能通過研究大量中子的衰變來測量中子的平均壽命。

研究者使用了兩種實驗方法:一種被稱為「瓶」方法,另一種是「束」方法。「瓶」實驗將中子限制在容器內,統計給定時間後容器內剩下的中子數。

為此,研究者使用了兩種實驗方法:一種被稱為「瓶」方法,另一種是「束」方法。「瓶」實驗將中子限制在容器內,統計給定時間後容器內剩下的中子數。「束」方法則不同,並不是觀察消失的中子,而是通過尋找中子衰變後出現的產物來測量中子的平均壽命。於中子壽命的測量,NIST 的「束」實驗對中子壽命的最新測量結果是 887.7 秒,誤差在 3.1 秒內。另一方面,勞厄-郎之萬研究所的「瓶」實驗測量出的中子壽命為 878.5 秒,誤差在 1 秒內。這兩個結果分別是全世界相同類型的中子壽命測量實驗中最為精確的,然而它們之間相差了大約 9 秒。這樣的時間差異明顯比兩個實驗所給出的不確定度都要大得多。

「束」方法則不同,並不是觀察消失的中子,而是通過尋找中子衰變後出現的產物來測量中子的平均壽命。

大家或許會問:弄清楚中子壽命與中子衰變成質子與電子有什麼關聯?如果能夠解決這個疑難問題,並得到中子的真實壽命,我們就可以回答一些長期存在有關宇宙的基本問題。首先,中子衰變的精確時標可以幫助我們理解弱力是怎樣作用於其他粒子的?弱力導致了幾乎所有的放射性衰變,也是太陽內發生核聚變的原因。中子的 β 衰變是最簡單、最純粹的弱相互作用例子。其次,得到準確的中子衰變速率,也有助於檢驗宇宙早期演化的大爆炸理論。根據這個理論,宇宙在誕生後 1 秒左右時,是由熾熱且緻密的粒子混合組成的,這些粒子包括質子、中子、電子等等。大約 3 分鐘之後,不斷膨脹的宇宙冷卻到了可使質子和中子結合成為最簡單的原子核——氘核的溫度。之後,其他種類的簡單原子核進一步合成。這個過程被稱為「大爆炸核合成」,在宇宙冷卻時,如果中子衰變速率遠大於宇宙的冷卻速度,那麼當宇宙冷卻到原子核形成所需的適宜溫度時,中子就已全部衰變掉了,剩下的只有質子,相應的就會有一個幾乎完全由氫元素組成的宇宙。另一方面,如果中子的壽命遠大於大爆炸核合成所需的冷卻時間,那麼宇宙中的氦元素就會過剩,進而影響較重元素的形成,而後者又會影響恆星演化過程。因此,宇宙冷卻速度和中子壽命之間的平衡,對於元素的形成尤為關鍵。

儘管 James Chadwick 1932 年發現了中子,但它的平均壽命的精確值仍然是一個懸而未決的問題。在原子核中,一個普通的中子可以存活很久,甚至可能永遠不會發生衰變,然而,自由的中子卻會在 15 分鐘左右轉變成其他粒子。即便像 Geoffrey L. Greene 是美國田納西大學物理教授,同時受聘於美國橡樹嶺國家實驗室的散裂中子源,40 多年來,他一直致力於中子特性的研究;或是 Peter Geltenbort 是法國勞厄-郎之萬實驗室(ILL)的科學家,他利用世界上最強的中子源研究中子的基本性質,也都還在探索這個問題。上述現象都反映出物理學家對中子認識的不足,我們就再等等他們有了具體發現再來回答這個問題吧!


簡言之,β衰變是原子核的性質,而非某個核子的性質。

原子核衰變過程中,β-衰變釋放出電子和電子中微子,並讓一個中子變為質子,相應的,也存在β+衰變,釋放出正電子和反電子中微子,讓一個質子變為中子。

你看,中子能變質子,質子也能變中子,而且它們還都往外放射東西,來來回回幾次,你說它裡面到底有幾個電子幾個中微子?

所以明顯不對。


哪有這麼複雜,我國古代先民人人皆知中子衰變為質子的道理。

秦公子子楚為安國君之中子,為秦質子居於趙,這是人類歷史上第一次觀察到中子衰變為質子。


你進入了唯象表述的領域。說不清道不白的卻要不斷嘗試。哪位有好辦法?


中子可自發生成質子和電子,但質子和電子從來沒見過會自發生成中子。

《物質原理綱要》理論推導出,元素的中子變質子和電子的速度與中子/質子比有關,中子/質子比越大,衰變越快。

自由中子衰大約15min,原子核里的中子變質子電子的衰變慢得多。

任一元素的同位素,中子/質子比越大,B衰變速度越快。

中子B衰變,在《物質原理綱要》中稱為中子複合反應,是天體物質與空間物質的反應,是引力發生的原反應。

許多當前物理理論解釋不了的問題,《物質原理綱要》理論從邏輯原理可輕鬆解釋。

《物質原理綱要》理論因推導宇宙氣的存在等,與物理聖經相對論不相符,遭學術官僚機構封殺。


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