Frage von Shotgans, 73

Sind Protonen zu 100% stabil, oder gibt es eine Halbwertszeit?

Andere Teilchen haben eine errechnete Halbwertszeit. Hat man diese für noch nicht ausgerechnet, oder zerfallen sie gar nicht?

Antwort
von ThomasJNewton, 29

Ein freies Proton gilt als stabil.
Wenn es allerdings in einem Kern mit Protonenüberschuss ist, kann es sich durch Elektroneneinfang oder β-plus-Zerfall in ein Neutron umwandeln.
Durch die Schwache Wechselwirkung. Zusätzlich entsteht noch ein Neutrino.

(Einige?) Susy-Theorien (Susy=Super-Symmetrie) nehmen allerdings an, dass ein Proton zerfallen kann, m.W. in ein Positron und ???
Die zuerst errechneten Halbwertzeiten wurden aber inzwischen widerlegt.
Die genannten 10³¹ Jahre kann ich weder bestätigen noch dementieren, aber die Größenordnung klingt realistisch.

Und zum Schluss kann man in Hochleistungsbeschleunigern 2 Protonen so heftig aufeinander prallen lassen, dass für einen Sekundenbruchteil alles Mögliche entsteht.
Auch wenn danach wieder 2 Protonen vorhanden sind, kann ich nicht beschwören, dass das die 2 ursprünglichen sind.

Kommentar von TomRichter ,

> kann ich nicht beschwören, dass das die 2 ursprünglichen sind

Auch wenn es ein Meineid wäre, könnte man ihn doch nicht beweisen.

Kommentar von ThomasJNewton ,

Für mich ist Schrödingers Katze gestorben, aber den Quarksumpf mochte sie ohnehin nicht. War ihr zu foicht.

Ich deute das mal als wohlwollende Bestätigung meiner Vorsicht.

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 2

Bisher ist keine Halbwertszeit des Protons bekannt, nur, dass sie, sollte sie überhaupt endlich sein, das jetztige Alter des Universums um mindestens 20 Zehnerpotenzen übersteigt.

Es sind drei »Generationen« von Quarks bekannt, und Protonen bestehen aus den leichtesten und somit auch stabilsten dieser Quarks. Aber vielleicht ist unser Universum noch zu dicht und heißt für die nächstleichtere »Generation«. Für Leptonen gilt Ähnliches, die leichtesten bekannten sind die Elektronen/Positronen und Neutrinos.

Vielleicht gab es umgekehrt im frühen Universum nur schwerere Quarks und Leptonen, die vielleicht sogar so etwas wie Atome gebildet haben und vielleicht gab es ganz am Anfang kurzzeitig - aus unserer Sicht - ganze Welten und sogar intelligentes Leben, das auch irgendwann herausfand, sein Universum werde so auseinandergetrieben, dass es praktisch leer, sehr kalt und öde sein werde.

Antwort
von zalto, 29

Es ist noch kein Protonenzerfall beobachtet worden. Das heißt aber nicht, dass er völlig ausgeschlossen ist. Wenn es überhaupt eine Halbwertszeit gibt, ist sie größer als 10^31 Jahre.

https://de.wikipedia.org/wiki/Protonenzerfall

Antwort
von GoodHelper, 41

Die zwei Up-Quarks und das eine Down-Quark ergeben eine stabile Verbindung und zerfallen daher nie von alleine, nur durch äußere Einwirkung kann die Verbindung getrennt werden.

Kommentar von Shotgans ,

Sind äußere Einwirkungen gegenwärtig möglich. Also ein externer  Einfluss, der im Endeffekt eine Halbwertszeit bedingen könnte ?

Kommentar von GoodHelper ,

Eine Halbwertszeit bezieht sich nur auf die eigene Stabilität.
Da sich die Wahrscheinlichkeit wie oft ein Proton auf beispielsweise seinen "Antimateriepartner" trifft nicht berechnen lässt gibt es dafür keine angegebene Dauer. Oder weiß jemand wann die Erde vom nächsten Schwarzen Loch geschluckt wird?;)

Kommentar von Shotgans ,

Der Punkt ist ja umstritten, ob es diese Halbwertszeit gibt. Diese wäre Größer als 10^31. D.h. vielleicht ist das Proton seinem, um dein Beispiel aufzugreifen, permanent seinem Antimateriepartner ausgesetzt.

Antwort
von FrageMester, 42

In was soll ein Proton denn zerfallen?

Kommentar von StrangeRain ,

Naja in Hicks und Quarks.

Kommentar von Shotgans ,

Also geht das ?

Kommentar von GoodHelper ,

Es besteht aus zwei Up-Quarks und einem Down-Quark, da es stabil ist zerfällt es in der Tat nicht!

Keine passende Antwort gefunden?

Fragen Sie die Community