请教高中物理竞赛的原子物理学知识点（越详细越好，不要习题）

质子衰变（Proton decay），在粒子物理学上，是一个假设的放射性衰变，这假设预言了质子在衰变的时候，会变成更轻的次原子粒子，通常是中性π介子和正电子。它可能关乎宇宙三大力的统一和宇宙诞生的秘密。已知，我们的宇宙中有四大基本作用力，分别是强相互作用力，弱相互作用力，电磁力和万有引力，弱力和电磁力已经可以统一为同一种力。而1974 年，哈佛大学的 （Howard Georgi 与 Sheldon Glashow） 提出的大统一理论，后来被称为最小 SU（5） 模型。该理论认为，强、弱、电磁三种相互作用力在非常高的能量之下也会成为同一种相互作用力。它同时预言，质子可以通过某质量极大的中间粒子进行衰变。只不过在实验室能量下，质子通过该粒子衰变的可能性极小，因而质子的寿命非常长。最小 SU（5） 模型预言质子的寿命可以长达 10^30 年，其他一些更为复杂的大统一理论则可以给出更长的质子寿命。当然，同样的衰变机制也适用于中子，在大统一理论中，束缚于原子核中的中子与质子的寿命相当。至2017 年，日本超级神冈探测器已经将质子衰变为正电子及 π 介子的寿命下限提高到 1.6×10^34 年。但在这之前，其他类型的大统一理论也相继被提出，例如Flipped SU（5） 模型以及 SO（10） 模型等等，它们可以给出长达 10^35 年的质子寿命，长于目前实验给出的下限值。因此，这些理论模型仍需实验的进一步检验。所以质子衰变仍然是一个悬而未决的谜题。

不会。质子是重子的一种，理论上它是稳定的，因质子的重子数是大致守恒，即质子不会以摄动的形式衰变成其他粒子，是不会产生新元素的。质子衰变在粒子物理学上，是一个假设的放射性衰变，这假设预言了质子在衰变的时候，会变成更轻的次原子粒子，通常是中性π介子和正电子。

质子的衰变周期为10^35年，但是在目前为止，还没有在实验中测量到质子会衰变，所以这可能只是一个猜想。

1、按照物理标准粒子模型，质子是能量最低，也是最稳定的一种粒子。2、然而在大统一理论中，允许质子经由X玻色子而衰变成中性π介子和正电子，衰变周期为10^32年。但是直到今天，所有试图观察这个衰变的实验无一成功。3、在当今现实世界中，所有以实物态存在的物体，都是由原子构成，而质子是原子的重要组成部分，质子发生衰变没有了，原子也就崩溃瓦解了。所以，如果当质子真的发生衰变时，宇宙中的实物态物体会瓦解，宇宙最终只剩下光子和能量。

氢元素衰变即质子衰变，在粒子物理学上是一个假设的放射性衰变，预言了质子在衰变的时候，通常变成是更轻的中性π介子和正电子。但质子衰变从未被实验证实。部分大统一理论（GUTs）认为，质子的半衰期大约为 1036 年，衰变后产生正电子和中性π介子，而中性π介子会再度衰变产生两个单位的伽马射线（γ）：p → e+ + π0 π0 → 2γ

温度降低了，密度也降低了，导致物质不稳定，发生衰变。当然这只是宇宙大爆炸理论的一部分，是假设出的，并不能说明问题。现在宇宙大爆炸理论也面临着很大的挑战，木有人能够说清楚。

质子的半衰期至少为10^35年（1000亿亿亿年），这是当前日本超级神冈探测器给出的测量数据，关于质子半衰期的准确值，在理论上还是一个谜团；这么长的半衰期，哪怕一个人身上的所有质子，在一生中也很难发生一次质子衰变事件。我们知道，原子由原子核与核外电子构成，原子核又由质子和中子构成；中子在自由状态下的半衰期大约只有15分钟，但是在原子核内却异常稳定。而质子无论在自由状态下，还是存在于原子核中都很稳定，标准模型预言质子也是可以发生衰变的，衰变产物是更轻的基本粒子，比如u03c0介子、正电子和中微子等，但是从实际中来看，质子衰变半衰期肯定是非常长的，理论预言也长达10^31年。在上世纪八十年代，日本建造了一台名为“神冈核子衰变实验”的探测器，主要目的就是为了探测质子衰变现象，该探测器建在地下1000米深处，使用5万吨的超纯水，1万多个光电倍增管，用来捕捉质子衰变时释放的粒子。5万吨超纯水大约有3*10^34个质子，探测器经过多次升级和改进后，哪怕其中有一个质子发生衰变，都能被探测器捕捉到踪影，但是也有来自外界粒子的影响，经过多年的探测，该设备探测质子衰变的目标落空。最大原因是质子衰变的半衰期，远比理论预言的要长，根据该实验的探测结果，科学家给出的结论是——“质子衰变的半衰期至少为10^35年”。这个数据相当于2000万亿吨的物质，在一分钟内平均只发生一次质子衰变事件，这样的小概率事件，对于现有的探测器来说根本无法进行准确测量。日本该探测器对质子衰变的实验算是失败的，但是该探测器在1987年捕捉到了来自大麦哲伦中超新星1987A发出的中微子，为此次超新星爆发提供了珍贵的数据。后来该探测器改名为“超级神冈中微子探测实验”，简称“超级神冈探测器”，专门用来研究中微子的性质，其中发现中微子振荡有关的现象，研究人员分别在2002年和2015年获得诺贝尔物理学奖。

瞎说,现在实验已经证明质子寿命>10^30年了 在标准模型中,质子是最轻的重子,如果质子衰变到更轻的粒子,重子数就不守恒（在标准模型下是不可能的）.质子衰变是由一些超出标准模型的理论预言(比如大统一理论)的.在这些理论中,重子数可以不守恒,取而代之一种更大的守恒律.

有些原子核不稳定，会衰变为其他物质，比如碳-14会衰变为氮-14；衰变物质有半衰期，也就是说衰变物质的一半衰变所需的时间。碳14的半衰期为5730±40年。质子的平均寿命很长，理论预测质子也会衰变。位于日本超级神冈(super-kamokande)，最初是为了研究质子衰变而建造的。超纯水有5万吨，周围有上万个光电倍增管，用来探测质子衰变。经过近十年的观察，只发现了一些疑似质子衰变的现象，质子的半衰期无法准确测量。最后得出质子平均寿命的下限是10^35年，比我们宇宙的年龄长十亿倍。后来这个项目变成了中微子探测项目，质子衰变现象仍然是科学界未解决的问题。原子寿命原子是化学反应中不可分割的基本粒子。已知的种类有118种，但在物理条件下可以细分为原子核、电子、中子和质子。原子衰变，物理学经常用半衰期来衡量原子寿命。每个原子的半衰期不同，最短的钋215只有0.0018秒，最长的铀U238是45亿年，C14是5730年。原子核中的中子和质子特别稳定，它们的内部库仑力可以束缚它们衰变10年；如果把中子寿命从原子核的自由中子中分离出来，它会迅速衰变为质子、电子和反中子，平均寿命为15分钟；电子是物理上不可分割的基本粒子。有人认为粒子越小，寿命越长，电子可以和138亿年的宇宙同龄；质子寿命因为质子是最轻的重子，所以在不违反重子数守恒的情况下，不能衰变为其他更轻的粒子。根据大统一理论，质子的寿命可以是10年，比宇宙的寿命要长。有些原子结构稳定，化学性质惰性。可以说这些原子的半衰期极其漫长，可以高达数十亿年。有些原子结构不稳定，过一段时间就衰变了。比如钋215只需要0.0018秒。很多人工元素存在时间很短，有的甚至无法捕捉。

通过对物理的学习我们可以知道世界上是存在原子，中子，电子等一些微观的粒子的，那么有人可能就会问了这一些微观的粒子，它们有寿命吗？通过学习物理，我们可以知道这些微观粒子有些是有一定的寿命的，而在物理上我们一般把这些粒子的生命称为衰变。一、原子衰变从上面的陈述中，我们就可以知道原子是有寿命的，而原子的寿命我们又把它称为原子的衰变。从物理学的角度上分析，我们可以知道原子的衰变实际上指的是原子核的衰变。然而这种原子衰变又可以划分为两种衰变，其中一种衰变叫做和强衰变，然而，我们通常用把这种和强衰变称为阿尔法衰变。而另一种衰变又叫做和弱衰变。然而这两种衰变的共同特点就是它们在衰变过程中总是会放出一些放射性的射线。二、质子衰变然而，对于质子这一种粒子，可能会有人产生一些疑问，质子会发生衰变吗？实际上查找相关的资料，我们可以知道质子是会发生衰变的。但是我们这里所说的质子一般是指原子核外面的质子，而不是指原子核里面的质子。原子核外面一些自由活动的质子是会发生一种阿尔法衰变的。但是对于原子核里面的一些质子，目前科学家们还没有发现它们有出现过衰变的现象。三、电子衰变关于电子我们都知道它其实已经属于历物理上的一种轻子。换一句话说，电子已经是最小的宇宙中最小的物质了，它不根本不可能再划分。因此，原则上它是不可以进行衰变的。所以我们一般都说电子是没有半衰期的，就算电子真的有半衰期，那么它的半衰期应该是跟宇宙存在的时间是一样的。

新年好！Happy Chinese New Year ！楼主的问题是：质子能自然衰败或泯灭么？答：楼上网友的回答，是错的。1、物质不灭定律是用在简单的、低能量的化学反应中， 在核化学、核物理中，不成立。2、质子迄今为止，科学家还没有发现质子衰变的证据。 没有证据，不等于它不会衰变。按照现在理论估计， 质子的衰变期在10^32年至10^36年，这比现在的宇 宙年龄大太多太多倍了。3、质子遇到反质子，就会泯灭。泯灭之后化为光子。4、中子的衰变decay，是众所公认的得到反复证实的。

质子虽然要衰变，但衰变寿命是很长的，大约为一千万亿亿 亿年，而我们的宇宙寿命也只有几百亿年，所以质子平均寿命比 宇宙寿命长十万亿亿倍。

中子衰变等于质子加负电子。质子衰变等于中子加正电子。正电子加负电子等于光子。

需要中子是考虑到多方因素的,比如：如果用质子,那么在穿过原子电子层的时候会有有极大的能量损失（质子带点）,中子没有这种损失,第二,考虑到中子有增值效应（在铀核裂变时总会放出一到两个中子）,第三,命中原子核的命中率也有相应的要求,权衡三者,只能用铀核为原料,中子当“引信”,中子撞击铀核时铀核裂变会生出更多的中子（必铀轻的元素虽然有可能生出中子,但是概率太低,在统计数据下没有增值的效应）,有了更多的中子核反应才能继续进行. 第二个问题：原子核有自发的稳定性质,即中子和质子数目的比例,如果人为改变了这一体系,比如质子多了,那么质子会自发的放出一个正电子而变为中子,中子多了会自发的放出负电子而变为质子（参考β衰变）

质子不可以衰变成一个中子和一个正电子。在有外粒子轰击时，质子有可能被轰开、

不会，衰变是指放射性元素放射出粒子而转变为另一种元素的过程，H不具有放射性。放射性元素都是质量比较大，原子核不能稳定存在的元素欢迎追问

质子会衰变成电子。电子在宇宙中越多的话，能量就越大越大。宇宙会重新爆炸

质子的分解，应该叫衰变，即英文术语decay。β衰变实质上是中子衰变，衰变子体除了质子和电子（β射线）外，还有中微子。搂住问的问题实际上就是“质子衰变”问题，日本超级神岗探测器的研究方向之一。根据观测结果，目前还没有证据说明是否存在，如果存在，截面（发生几率）也会极小。

　　铁有四种稳定同位素Fe-54、Fe-56、Fe-57和Fe-58，不考虑质子衰变的话，可以认为半衰期无限长；另外还有两种放射性同位素Fe-55和Fe-59，半衰期分别是2.7年和44.5天。　　半衰期　　放射性元素在内部由于量子效应，会随机地发生衰变（转变为其他原子），大量原子聚集在一起衰变就符合统计学规律，我们把放射性物质衰变一半所需的时间称之为半衰期。　　　　半衰期是一个统计学概念，对大量放射性原子来说才有意义，对于单个原子是没有意义的，单个放射性原子我们可以用平均寿命来描述，两者的关系为：　　平均寿命 = 半衰期 / ln2 ；　　　　比如碳14会自发地衰变为氮-14，半衰期为5730年，也就是对于10克的碳-14来说，在5730年后，只剩下5克的碳-14，再过5730年，就剩下2.5克的碳-14，利用这个性质，我们可以通过碳-14的检测，来测定矿物、死亡生物的大致年代。　　铁的同位素　　在核物理中，我们知道核聚变的终点是铁，核裂变的终点也是铁，铁原子核是所有元素中最稳定的，平均核子质量也最低，在大质量恒星中，元素聚变到铁就意味着恒星步入死亡。　　　　铁有四种稳定同位素，分别是Fe-54、Fe-56、Fe-57和Fe-58，四种同位素在自然界中丰度分别为5.8%、91.72%、2.1%、和0.28%，另外还有两种放射性同位素Fe-55和Fe-59，半衰期分别是2.7年和44.5天。　　其中铁-59还常作为示踪剂，能让医疗人员追踪人体代谢的情况，对某些疾病的治疗和药物追踪有着重要意义。　　质子衰变　　在不考虑质子衰变的情况下，我们可以认为铁的稳定同位素半衰期无限长，但是量子力学的预言，质子也是会发生衰变的，根据日本神冈核子衰变实验的结果，质子的半衰期至少为10^35年，远远超过了我们宇宙的年龄。　　　　目前质子衰变还是物理学中的一大谜团，假如质子真的存在衰变，根据热寂学说，宇宙在经过很长很长时间后，所有轻元素会聚变为铁，重元素会裂变为铁，然后铁原子中的质子再发生衰变，衰变后分解为各种轻子，宇宙也将彻底步入热寂时代。

　　质子在原子核内可以转变为中子，但自由质子是稳定的，寿命无限长。这个传统观念现已受到挑战。　　1974年乔治（Georgi）和格拉肖（Glashow）提出了把强、弱、电三种相互作用统一在一起的SU（5）大统一理论。按照这种理论，质子是不稳定的，它估算出质子的寿命约为1028～2.5×1031年。大统一理论还作出种种诱人的预言：它可以自动得出电荷量子化，即所有电荷应是e/3的整数倍的结论；它还可以说明宇宙中反物质比物质少的原因，这对探索宇宙起源提供了线索……科学家们的想象力甚至走得更远，他们推测，一旦证实质子真的会衰变，大约1035年以后，宇宙将成为稀薄的电子正电子等离子体。当然，这对于人生不过200年的当代人，毕竟是太遥远了。 于是测定质子的寿命成为大统一理论能否安身立命的试金石。由于质子寿命很长，估计为1031年左右，这就是说一年期间在1031个质子中才会有一个质子蜕变。为了消除宇宙射线的干扰，整个实验要在地底深处进行。1983年前后，美国、印度、日本等国的粒子物理学家做了一些探测质子衰变的实验。他们不惜巨资，一头钻进不见天日的地下矿井，耐心细致地测量。其中最有说服力的实验是美国IBM公司的一个协作组在俄亥俄（Ohio）州克里弗兰（Cleveland）市以东600多米的一个盐矿中进行的。探测装置的中部是17×18×23m3的纯水，矩形体的六面布置了2048只光电倍增管，每只直径为12.5cm，想以此来探测正电子和两个高能光子通过纯水时产生的契仑柯夫辐射。经过204天的连续观察，未测到一个质子衰变事例。据此推算，质子的寿命一定大于1.7×1032年，从而否定了SU（5）理论。但另一个由印度和日本科学家组成的实验小组，在地下3000米的柯拉金矿的废矿井中，进行的实验却传出佳音。经过两年观察共发现6个质子衰变的事例，其中3个认为是比较可靠的，据此推算，质子的平均寿命约为7×1030年，与大统一理论相符。但这一实验结果比较粗糙，没有得到公认。质子是否衰变，尚在探索之中，一时难以定论.

那个实验是观察中微子性质为目的的实验吧……质子衰变发现时早很多年前，小居里夫人的成果啊……我只找到个08年的中国科学家对他们实验的调研报告，和一篇关于实验之初对计划的介绍和一次中微子捕捉的文章。http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HERE200801048.htmhttp://www.moon-soft.com/program/bbs/readelite80291.htm

质子 proton一种常见的亚原子粒子，不是基本粒子而是合成粒子，属于费米子，是最早发现的一种重子，是原子核内部的核子之一。【历史】〖符号〗 p，H+〖发现时间〗 1919年〖发现者〗 欧内斯特·卢瑟福【基本性质】〖质量〗 1.6726231 × 10^-27 千克（938.27231 兆电子伏特）〖相对质量〗 1.007〖电荷〗 +1 基元电荷（+ 1.60217733 × 10^-19 库仑）〖粒子自旋〗 1/2〖粒子磁矩〗 2.7928 单位核磁子〖作用力〗 引力、电磁力、弱核力、强核力〖半衰期〗 最短为 1035 年（可视为稳定）质子是1919年，E.卢瑟福任卡文迪许实验室主任时，用α粒子轰击氮原子核后射出的粒子，命名为proton，这个单词是由希腊文中的“第一”演化而来的。欧内斯特·卢瑟福被公认为质子的发现人。1918年他注意到在使用α粒子轰击氮气时他的闪烁探测器纪录到氢核的迹象。卢瑟福认识到这些氢核唯一可能的来源是氮原子，因此氮原子必须含有氢核。他因此建议原子序数为1的氢原子核是一个基本粒子。在此之前尤金·戈尔德斯坦（Eugene Goldstein）就已经注意到阳极射线是由正离子组成的，但他没有能够分析这些离子的成分。原子核中所含质子数等于该元素的原子序数。氢原子最常见的同位素的原子核由一个质子构成。其它原子的原子核则由质子和中子在强相互作用下构成。在水中被溶解的氢离子实际上就是质子。质子在化学和生物化学中起非常大的作用。可以在水溶液中提供质子的物质一般被称为酸，可以在水溶液中吸收质子的物质一般被称为碱。质子静止质量938MeV，是电子的1836倍。带有+1元电荷（约1.60×10^-19 C），量值与电子电荷绝对值相同。质子是稳定粒子，平均寿命大于1032年。高能电子、μ子或中微子轰击质子的散射实验表明质子的电荷和磁矩有一定的空间分布，因此质子不是点粒子，而具有一定的结构。目前认为质子是由所谓夸克的基本粒子构成，由两个+2/3电荷的上夸克和一个-1/3电荷的下夸克通过胶子在强相互作用下构成。质子与质子间，除了有电磁相互作用之外，还有强得多的强相互作用。这种强相互作用与质子中子间以及中子中子间的强相互作用完全相同，是构成结合为原子核的核力。核力与电荷的无关性说明质子与中子可以看成是同一种粒子的两种不同电荷状态，这一性质导致用同位旋概念来描述：质子和中子是同位旋I相同、同位旋第三分量I3不同的两种状态，原子核的同位旋可由质子和中子的同位旋“合成”得到。质子是核物理和粒子物理实验研究中用以产生反应的很重要的轰击粒子，在核物理中质子常被用来在粒子加速器中加速到近光速后用来与其它粒子碰撞，这样的试验为研究原子核结构提供了极其重要的数据。慢速的质子也可能被原子核吸收用来制造人造同位素或人造元素。核磁共振技术使用质子的自旋来测试分子的结构。质子也是宇宙射线中的主要成分。质子的反粒子是反质子，反质子是1955年埃米利奥·塞格雷和欧文·张伯伦发现的，两人为此获得了1959年的诺贝尔物理学奖。

理论上是如此，其中的质子会衰变成中子但半衰期很长，故至今还未观测到质子衰变，在粒子物理学上，是一个假设的放射性衰变，这假设预言了质子在衰变的时候，会变成更轻的次原子粒子，通常是中性π介子和正电子。质子衰变从未被证实，至今仍没有证据显示质子衰变的可能。在标准模型理论中，质子是重子的一种，理论上它是稳定的，因质子的重子数是大致守恒。即质子不会以摄动的形式衰变成其他粒子，因为质子已经是最轻的（因而也是最低能量的）重子。一些超出标准模型理论范畴的大统一理论（GUTs）明确地否定了重子数的对称性，允许质子经由X玻色子而衰变。质子衰变是各式提议的GUTs中少数可观察的一种。现时，所有试图观察这个衰变的实验无一成功。

木星寿命有多久，会如何死亡？ 50亿年后，太阳的体积将会急剧膨胀，水星、金星以及地球都会被太阳吞噬，但因为距离太阳很远，所以木星可以安然度过这次危机。 所谓的“太阳的寿命还有50亿年”，指的是太阳的主序星阶段，其实太阳并没有真正的消亡。在经过红巨星阶段后，太阳会演化成白矮星，木星以及太阳系中的大部分天体，依然会在太阳的引力束缚之下。 太阳在转化成白矮星的过程中会损失一部分质量，这会在太阳系内造成短暂的混乱，木星的运行轨道也发生明显的改变。由于角速度的存在，木星几乎不可能坠入太阳，所以对于木星来讲，只是换了个轨道继续围绕太阳公转。 看上去，木星这类气态行星是没有损失自己质量的渠道的，我们似乎可以说木星的寿命是无尽的，但事实却并非如此，随着宇宙的演化，木星也有消亡的那一天。 根据“宇宙热寂理论”，宇宙一直处于一个从有序到无序的“熵增”状态，当宇宙的熵达到了最大值，宇宙中所有的能量就都转化成了热能，这时所有的物质都会处于一个“热平衡”的状态，直到永远。 该理论认为，在100万亿年以后，宇宙中就将不再产生新的恒星，在接下来的时间里，之前产生的恒星会一一熄灭，宇宙会变成一片黑暗。不过这对木星并没有影响，不出意外的话，这时的木星依然存在，它还是会围绕着早已演变成“黑矮星”的太阳公转。 对木星真正“致命”的是“质子衰变”，“宇宙热寂理论”认为，质子会衰变成伽马射线和轻子，其半衰期为（1 x 10^36）年，也就是说在1万亿亿亿亿年以后，宇宙中有一半的质子将会消失，而在1亿亿亿亿亿年之后，宇宙所有的质子都将不会存在。 很明显，届时的木星也会灰飞烟灭，宇宙中将只剩下黑洞和轻子，因此， 根据“宇宙热寂理论”，木星的寿命为1亿亿亿亿亿年。 然而另一种理论却并不这样乐观，“宇宙大撕裂理论”认为，在暗能量驱使下，宇宙一直处于一个加速膨胀的过程，而且这样的情形不止表现在宏观世界，在微观世界里，暗能量的作用依然存在。 根据观测数据，宇宙中任意两个点都在加速远离，虽然现在看起来这样的速度很小很小（宇宙中两个相距1米的点，其互相远离的速度约为 2.3 x 10^-18 米），但是在很久之后，这种情况就会变得非常可怕。 更关键的是，这样的远离一直处于加速的状态，这就意味着，终有一天宇宙中所有的物质都会被暗能量撕得粉碎！根据相关计算，在大约167亿年之后，宇宙中所有的行星都会被暗能量撕裂。 也就是说， 根据“宇宙大撕裂理论”，木星的寿命最多只有167亿年。 需要指出的是，以上所述是木星的“自然寿命”，事实上，在亿万年的时间里，木星的寿命很可能会因为某个意外而改变。比如说与其他天体碰撞、被恒星、中子星以及黑洞吞噬，又或者木星吸收了足够的物质，自己变成了恒星。 46亿年前某一时刻，在一团坍缩的氢分子云内部有一颗年轻的恒星诞生了。这就是太阳。 当太阳的第一缕光芒横穿这片原始星云时，一颗硕大的气态行星赫然呈现在太阳面前。这颗巨大的气态行星就是木星。木星是太阳系中最早出现的行星。它是和太阳同时出现在太阳系的。因此木星至今也已经有46亿岁了。太阳和木星诞生几百万年后，地球和其它几颗行星才相继形成。 图示：太阳的诞生之初 木星的寿命有多久呢？木星在成长的道路上面临着多种选择，或许决定了它能够活多久？木星的命运有多种选择？是哪几种选择呢？一起来了解一下。 命运一，木星成为恒星 科学家发现，宇宙中的很多恒星都是成双成对出现的。它们身边都有一个小伙伴，也就是伴星。说白了在一个恒星系中有会两颗恒星相互围绕着旋转。例如距离太阳8.6光年的天狼星就是一颗双星系统。我们看到的天狼星叫做天狼星A。天狼星A有一个相互绕转的小伙伴天狼星B。有的恒星甚至是三合星系统。例如距离太阳4.37光年的南门二还有两颗伴星，其中的一颗就是大名鼎鼎的比邻星。那里是一个三颗恒星相互绕转的“三体世界”。 图示：天狼星A和天狼星B 在太阳系中，太阳却是茕茕孑立形影相吊。有人觉得木星就是太阳的“小伙伴”。木星的是一颗气态巨行星。它的组成成分和太阳非常的相似。但木星却不是恒星。这是什么原因呢？我想这可能是形成太阳系那片原始的星云质量有点小了。星云的大部分质量都集中在中心的太阳上面了。没有足够的材料再造就一颗恒星了。如果当初星云的质量再大一些，木星能够吸收到足够多物质再增加70倍，它是不是就有机会变成一颗小质量的恒星（红矮星）呢？那么太阳系不就变也成了一个和天狼星那样的双恒星系统了吗？ 图示：木星和太阳 如果木星成为了一颗红矮星， 那么它可以在宇宙中燃烧几千亿年甚至上万亿年的时间 。而作为黄矮星的太阳，它的寿命却只有100~110亿年的时间。那样的话木星将会是宇宙中最后熄灭的恒星。 命运二，木星差点夭折 我们发现太阳系的布局很有意思。在太阳系的内侧先是四颗质量都相对不大的岩石行星，接下来是太阳系的“乱石岗”小行星带，再向外是四颗质量非常大的气态巨行星。 太阳系形成的时候为什么不直接将四颗岩石行星合并成一个超级地球，或者直接一颗硕大无比的气态巨行星呢？太阳系布局为什么会这样呢？为什么不简单粗暴一些呢？近年来科学家提出了一个假说，解释了这个问题。这就是“木星大迁徙”的假说。 图示：木星大迁徙 太阳系之所以是这样的布局，其塑造者就是木星。木星在诞生之初就开了一段冒险历程，它以螺旋方式不断的靠近太阳。木星靠近太阳之旅是一次“死亡之旅”。如果不出意外，它将会坠入太阳，成为太阳的一部分。木星还没有长大就夭折了。 这样木星作为一个独立天体的寿命也就是几千万到一亿年吧 。 幸好木星的好邻居土星及时的出现，将木星拉回到了原来的轨道上。木星的死亡螺旋停止了。 图示：土星和木星 命运三，木星现在的选择 木星没有成为一颗长寿的红矮星，也没有在年轻的时候夭折。它现在是太阳系中最大的行星。那么它的寿命会有多久呢？ 木星作为围绕着太阳旋转的行星，它的未来是和太阳息息相关的。太阳的寿命科学家已经基本上确定了的。大约再过50多亿年，太阳将会进入老年期。它将变成一颗红巨星——体积极度膨胀的红色巨兽。太阳的表面将会膨胀到地球轨道附近。水星和金星将会被太阳吞没。它哥俩算是寿终正寝了。地球可能会逃过一劫。而此时的木星呢？它还远离太阳至少6亿公里。因此木星不会被太阳吞掉。 图示：红巨星太阳 太阳是一颗质量不大的黄矮星。因此太阳只能变成一颗逐渐失去光芒的白矮星，而不会发生超新星爆炸或者是黑洞摧毁周围一切行星。木星会目睹太阳的死亡而平安无事。木星会继续围绕着太阳的“残骸”白矮星旋转，一直转到白矮星变成了黑矮星，一直到宇宙消失的那一天。除非这期间木星被大规模的超新星爆炸或者是黑洞摧毁。 图示：变成白矮星的太阳 虽然有人说质子的衰变可以让木星发生崩溃。但是目前科学家认为质子的寿命大于10^35年。这么长的时间和永恒又有什么区别呢？ 木星的寿命有多久？朋友们有什么独特的见解呢？一起讨论下吧！ 更多精彩科学话题，欢迎关注兔斯基聊科学。 提到太阳系的大家伙，木星可谓是除了太阳之外最大的星球，但和太阳不同的是，木星是行星，自身没有发生核聚变，所以不会发光。也正是因为如此，它的寿命可以无限长。 但由于木星位于太阳系内，太阳的一举一动对木星的影响非常大，如果有一天太阳走到生命终点，势必也会导致木星走向寿命终点。 因此看木星的寿命有多久，只要看太阳的寿命就可以了。 太阳的寿命 在宇宙中，有一个黑话叫做“质量为王”，这是说，质量不仅关乎着该星球是行星还是恒星，还关乎着恒星的寿命有多长。 太阳之所以会发光，是因为自身体重非常大，相应的引力也非常大。而引力越大，其内部的温度就越高，可以达到1500多万度，200多万个标准大气压。想象一下，如果不考虑温度，人类在200多万个标准大气压下，根本无法站立起来，骨骼和肌肉都会被压强压碎。 在如此高温高压环境下，太阳内的物质无法以我们常见到的固态、液态、气态的形式存在，而是以等离子体的方式存在。 在等离子态下，电子由于获得了足够的能量，因此可以脱离原子核的束缚，成为自由电子。也就是说， 太阳内部并不是由物质构成的，而更像一锅粒子粥。 我们知道，原子核是由质子和中子组成，其中中子不带电，而质子带正电，所以原子核带有正电。同种电荷相互排斥，一般情况下，两个原子核之间不会发生融合，也就是说不会发生核聚变反应，这是因为需要克服静电斥力至少需要1亿度高温。 我们知道，太阳内部温度只有1500万度，距离1亿度还有很远的距离，那为什么太阳还能发生核聚变反应了呢？ 其实是因为， 在量子隧穿效应下，即使是小概率才发生的时间，也有一定的几率发生， 只不过发生的概率非常小，1对粒子大约需要1亿年才会发生一次。 然而我们知道，原子核非常非常小，而太阳又足够大，因此即使是小概率事件，也会必然发生，于是太阳就引燃了自身核聚变反应。不过由于太阳温度不够高，所以太阳的核聚变反应非常温和，没有一下子全炸了。 正是因为太阳的核聚变反应比较温和，所以太阳的寿命非常长，大约是100亿年左右，而太阳已经度过了45亿多年，从目前来看，太阳还有50多亿年的寿命。 木星寿命 再过50亿年后，太阳就会走到生命终点，变成一颗红巨星，而地球将会在太阳的大气层中，炙热的温度会让地球融化，水汽蒸发，生物从此灭绝。此时的木星虽然没有直接在太阳的大气层中，但距离太阳的距离非常近，以至于温度急剧升高。 再过一段时间之后，太阳的引力将无法束缚住太阳的大气层，以至于太阳大气层会脱落，重新形成星云物质，此时的地球、木星也很难幸免。 太阳外层脱落之后，内核会形成一颗白矮星，之后慢慢凉透，这就是太阳最后的下场。而如果木星或者地球能够在太阳外层脱落之前，就已经脱离了太阳的引力束缚，或许会称为一颗流浪星球，但它们更可能的结局是在太阳成为红巨星之时就已经被烤化。 总结 其实行星的寿命非常长，但是恒星的寿命有限。其中寿命最长的恒星属于褐矮星，它们刚刚迈入恒星的门槛，核聚变非常非常温和，以至于它们能持续燃烧很长时间。据研究发现，褐矮星的寿命可能长达上百亿年，而如今宇宙寿命只有136亿年，所以至今为止没有一颗褐矮星走到了生命终点。 寿命最短的属于蓝巨星，由于蓝巨星体型巨大，所以引力较大，内核温度也更高，以至于核聚变反应非常强烈，所以用不了多久就烧没了。 这些恒星中（除褐矮星外，因为至今科学家还不知道褐矮星的结局），如果自身所在的星系内有其他行星，那么这些行星也将会成为它们的殉葬者，和它们一起步入生命的终点。 木星是距离太阳的第五颗行星，木星是太阳系中最大的行星，它的体积超过地球的一千倍，质量超过太阳系中其他八颗行星质量的总和。与其他巨行星一样，木星没有固态的表面，而是覆盖着966公里厚的云层。木星在太阳系的八大行星中体积和质量最大，它有着极其巨大的质量，是其它七大行星总和的2.5倍还多，是地球的318倍，而体积则是地球的1300倍。木星表面有一个大红斑，从东到西有40000千米，从北到南有13000千米，面积大约453250000平方千米。对于它是什么目前仍有争论，很多人认为它是一个永不停息的旋风，它的范围可以吞没3个地球。至于寿命，行星的寿命一般比恒星都要长很多。而恒星大概能存留100亿年左右，你说行星能存留多长呢？至少也要有100亿年吧？ 一般情况下行星的寿命确实很长。死亡的方式，据说要么是从内部坍塌，要么是从内部爆炸。 如果行星的主恒星毁灭了，主恒星坍塌后，其的引力会将其它行星吸引过去而碰撞毁灭。 行星的寿命一般比恒星都要长很多。而恒星大概能存留100亿年左右，你说行星能存留多长呢？至少也要有100亿年吧。 木星寿命长短取决于太阳，如果太阳只剩50亿年，50亿年后太阳大爆炸木星也逃不掉，据说太阳已经到中年，也就是说还有几十亿年就爆了，还有什么未了心愿，要赶紧咯 肯定比你久啊。 木星是距离太阳的第五颗行星，木星是太阳系中最大的行星，它的体积超过地球的一千倍，质量超过太阳系中其他八颗行星质量的总和。与其他巨行星一样，木星没有固态的表面，而是覆盖着966公里厚的云层。木星在太阳系的八大行星中体积和质量最大，它有着极其巨大的质量，是其它七大行星总和的2.5倍还多，是地球的318倍，而体积则是地球的1300倍。木星表面有一个大红斑，从东到西有40000千米，从北到南有13000千米，面积大约453250000平方千米。对于它是什么目前仍有争论，很多人认为它是一个永不停息的旋风，它的范围可以吞没3个地球。至于寿命，行星的寿命一般比恒星都要长很多。而恒星大概能存留100亿年左右，你说行星能存留多长呢？至少也要有100亿年吧？

α衰变是一种放射性衰变。在此过程中，一个原子核释放一个α粒子（由两个中子和两个质子形成的氦原子核），并且转变成一个质量数减少4，核电荷数减少2的新原子核。 β衰变是原子核自发地放射出β粒子或俘获一个轨道电子而发生的转变。放出电子的衰变过程称为β-衰变；放出正电子的衰变过程称为β+衰变; 所以经过2次α衰变，质子少4，中子少4；6次β-衰变后，质子加6，中子不变，6次β+衰变后，质子减6，中子不变。麻烦采纳，谢谢!

不管你问的是谁——你是在展示物理学家的弱点和弱点……他们只是接受了下夸克是一种基本粒子，它可以衰变成更基本的粒子!真的，我认为基本粒子是基本的，它不能分解成更基本的粒子。所以你是绝对正确的-一个基本的，比如一个下夸克，是如何神奇地转变成一个上夸克和一个电子(加上一点中微子的结合能)的。他们坚持这个荒谬想法的原因，你可以归咎于弗兰克·威尔切克，他获得了诺贝尔奖，提出了QCD。你看，实验证据表明，中子和质子包含三种，而且只有三种亚粒子。唯一能平衡这一切的方法就是弗兰克的方式。但他不能说电子是质子或中子的一部分，因为这样中子和质子中就会有三个以上的粒子。在确定中子和质子的内部成分方面，戈登的万物理论比实验研究做得更好。这个理论提出了一个模型，从一个原始成分及其初始排列的相关能量自下而上地建立起来。所以物理学家拼凑出了这个模型，而这个模型是明显缺乏的。根据戈登模型，上夸克具有圆柱体的几何形状，并沿径向产生电场。轴向有较强的力。这种强大的力可以与条形磁铁相比较，强到可以使三个夸克首尾相连，使圆柱体弯曲成1/3个圆。三个向上夸克产生一个带+2电荷的环面。一个质子有一个电子，一个中子有两个电子，三个上夸克环。大部分能量都与上夸克环和上夸克有关，而不是电子。这就是为什么碰撞实验表明有三个内部成分。戈登的万物理论更准确地解释了所有实验的数据。对于威尔切克来说，他的工作得到了像我这样的人的改进，这有些尴尬——但这没关系——他不会是唯一的——戈登的“万物论”还将“清理”许多其他事情。当一个电子从中子中释放出来时，是一个电子开始与上夸克环相联系。当一个质子被撞碎，向上夸克分裂，电子和其中一个向上夸克在一起。上夸克/电子复合粒子就是物理学家所说的下夸克。它不是一个基本粒子但是没有办法把电子从上夸克上撬开所以它表现得像一个基本粒子。我希望物理学家们读到这篇文章，并开始质疑他们一直认为正确的观点……毕竟，这是取得进步的唯一途径。

强子提供强相互作用的介子质子、中子里有些什么质子、中子里有些什么 对强子结构和标准模型研究的一再成功已表明夸克和色场是强子世界的最基本组成部分．尽管如此，强子物理还存在一些悬而未决的困难，如夸克幽禁、质子自旋危机、质子衰变等． 一、质子、中子不是点状粒子 对于物质结构的探索是科学的重要任务，自从有人类出现，这种探索从来没有停止过．在19 世纪，人们逐渐弄清楚物质是由分子原子构成的．1932年查德威克发现了中子，人们认识到原子核应由质子和中子构成．人们对物质结构的研究就如剥笋一样层层盘剥下去，每一个层次的发现，都是对物质结构认识的深化．在原子核层次下面，质子和中子是否还有其内部结构呢？ 质子和中子不是点粒子，它们都具有内部结构．在30年代，理论物理学家认为作为核子的质子和中子是基本粒子，应该象点粒子，根据狄拉克的相对论性波动方程，质子的磁矩是一个单位核磁子，中子由于不带电，因而磁矩是零．但出乎意料的是，实验家斯特恩测得的质子磁矩却为5.6个单位核磁子，中子磁矩也不是零，而是-3.82个单位核磁子，与点粒子理论相悖．这些都清楚地说明质子、中子并不是我们想象的那样简单，它们可能是具有内 部结构的．60年代，霍夫斯塔特等人用高能电子轰击核子，证明核子电荷呈弥散分布，核子的确具有内部结构[1]．既然核子并不是点粒子，那么其内部的物质是怎样分布的呢？也许有三种情形：或者核子内有一个硬核，核子象一枚桃子；或有许多颗粒，象石榴一样有许多子；或没有颗粒，疏松如棉絮状．具体属哪一种情形，要靠深度非弹性散射实验来作进一步决定． 深度非弹性散射实验指用极高能电子去撞击质子或中子，使后者激发到一个个分立的能级即共振态，甚至达到使π介子离化出来的连续激发态．非弹性散射实验会改变质子、中子的静止质量．实验表明，质子、中子内部有一个个点状的准自由的粒子，它们携带有一定动量和角动量．那么质子、中子内的这些点状粒子是什么呢？具有些什么性质？ 二、夸克模型 1964年，美国科学家盖尔曼.提出了关于强子结构的夸克模型．强子是粒子分类系统的一个概念，质子、中子都属于强子这一类．“夸克”一词原指一种德国奶酪或海鸥的叫声．盖尔曼当初提出这个模型时，并不企求能被物理学家承认，因而它就用了这个幽默的词．夸克也是一种费米子，即有自旋1/2．因为质子中子的自旋为1/2，那么三个夸克，如果两个自旋向上，一个自旋向下，就可以组成自旋为1/2的质子、中子．两个正反夸克可以组成自旋为整数的粒子，它们称为介子，如π介子、J/ψ子，后者由丁肇中等人于1974年发现，它实际上是由粲夸克和反粲夸克组成的夸克对．凡是由三个夸克组成的粒子称为重子，重子和介子统称强子，因为它们都参与强相互作用，故有此名．原子核中质子间的电斥力十分强，可是原子核照样能够稳定存在，就是由于强相互作用力（核力）将核子们束缚住的．由夸克模型，夸克是带分数电荷的，每个夸克带+2/3e或-1/3e电荷（e为质子电荷单位）．现代粒子物理学认为，夸克共有6种（味道），分别称为上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、顶夸克、底夸克，它们组成了所有的强子，如一个质子由两个上夸克和一个下夸克组成，一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成，则上夸克带+2/3e电荷，下夸克带-1/3e电荷．上、下夸克的质量略微不同．中子的质量比质子的质量略大一点点，过去认为可能是由于中子、质子的带电量不同造成的，现在看来，这应归于下夸克质量比上夸克质量略大一点点． 质子和中子的组成：一个质子由两个上夸克和一个下夸克 组成，一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成． 虽然夸克模型当时取得了许多成功，但也遇到了一些麻烦，如重子的夸克结构理论认为，象Ω-和Δ++这样的重子可以由三个相同夸克组成，且都处于基态，自旋方向相同，这种在同一能级上存在有三个全同粒子的现象是违反泡利不相容原理的．泡利不相容原理说的是两个费米子是不能处于相同的状态中的．夸克的自旋为半整数，是费米子，当然是不能违反泡利原理的．但物理学家自有办法，你不是说三个夸克全同吗？那我给它们来个编号或着上“颜色”（红、黄、蓝），那三个夸克不就不全同了，从而不再违反泡利原理了．的确，在1964年，格林伯格引入了夸克的这一种自由度——“颜色”的概念．当然这里的“颜色”并不 是视觉感受到的颜色，它是一种新引入的自由度的代名词，与电子带电荷相类似，夸克带颜色荷．这样一来，每味夸克就有三种颜色，夸克的种类一下子由原来的6种扩展到18种，再加上它们的反粒子，那么自然界一共有36种夸克，它们和轻子（如电子、μ子、τ子及其相应的中微子）、规范粒子（如光子、三个传递控制夸克轻子衰变的弱相互作用的中间玻色子、八个传递强（色）相互作用的胶子）一起组成了大千世界．夸克具有颜色自由度的 理论得到了不少实验的支持，在70年代发展成为强相互作用的重要理论——量子色动力学． 三、量子色动力学及其特点 “量子色动力学”这一名称听起来有点可怕，念起来有点拗口，应该这样念：量子/色/动力学．这个理论认为，夸克是带有色荷的，胶子场是夸克间发生相互作用的媒介．这不禁让我们想起电子是带有电荷的，传递电子间相互作用的媒介是电磁场（光子场）．的确，关于电荷的动力学我们早已有了，它叫“量子电动力学”，发展于三四十年代．一般读者对电磁相互作用都有点熟悉，因此就以它为例来理解质子中子内的色相互作用．电磁场的麦克斯韦方程的量子化就是量子电动力学，具体地说，量子电动力学就是研究电子和光子的量子碰撞（即散射）的，自然，量子色动力学是研究夸克和胶子的量子碰撞的． 胶子是色场的量子，就象光子是电磁场的量子一样．胶子和光子都是质量为0、自旋为1、传递相互作用的媒介粒子，都属于规范粒子．两个电子发生相互作用是靠传递一个虚光子而发生的（虚光子只在相互作用中间过程产生，其能量和动量不成正比，不能独立存在，在产生后瞬时就湮灭．由相对论知道，自由运动的电子不能发射实光子，但可以发射虚光子．给予我们光明和热能的是实光子，它的能量和动量成正比，脱离源后，能独立存在），自然，两个夸克发生相互作用是靠传递一个虚胶子而发生的．虚胶子携带着一个夸克的部分能量和动量，交给另一个夸克，于是两个夸克就以胶子为纽带发生了相互作用．看到这里，我们 会说，不是重复了一下吗？量子色动力学可以由量子电动力学依葫芦画瓢建立起来，真是太容易了！不过实际上没有这么简单．按群论的语言讲，电磁场是U（1）规范场，是一种阿贝尔规范场，群元可以交换，而胶子场是SU(3)规范场，是一种非阿贝尔规范场，群元不可以交换．一般来说，“非”总比“不非”要麻烦得多．电荷只有一种，而色荷却有三种（红、黄、蓝）；U(1)群的生成元只有一个，就是1，所以光子只有一种，而SU(3)群有八个生成元，一个生成元对应一种胶子，所以胶子共有八种；光子不带电荷，而胶子场由于是非阿贝尔规范场，场方程具有非线性项，体现了胶子的自相互作用，因而胶子也带色荷，夸克发射带色的胶子，自身改变颜色．所以胶子场比电磁场复杂，因而出现了许多不同寻常的现象和性质，其中最重要的恐怕要数“渐近自由”和“夸克幽禁”了． “渐近自由”说的是两个夸克之间距离很小时，耦合常数也会变得很小，以致夸克可以看成是近自由的．耦合常数变小是由于真空的反色屏蔽效应引起的．真空中的夸克会使真空极化（即它使真空带上颜色），夸克与周围真空的相互作用导致由真空极化产生的虚胶子和正反虚夸克的极化分布，最终效果使夸克色荷变大，这称为色的反屏蔽效应（对于电荷，刚好相反，由于真空极化导致电荷吸引反号电荷的虚粒子，所以总电荷减少，这称为电的屏蔽效应．与它作比较，色的反屏蔽效应这一术语由此而来）．由于这一效应，在离夸克较小距离上看来，大距离的夸克比它带的色荷多，所以小距离上强作用相对而言变弱了，这就是所谓“渐近自由”．渐近自由是量子色动力学的一项重要成果，它使得高能色动力学可以用微扰理论计算．但是在低能情形或者说大距离情形，由于耦合常数变强及存在幽禁力，计算变得困难． 量子色动力学可以预言小距离的“渐近自由”，但是对大距离的“夸克幽禁”，量子色动力学就无法预言了，这是量子色动力学的困难． “夸克幽禁”说的是夸克无法从质子中逃逸出去．红黄蓝三色夸克组成无色态，强子都是无色的．一旦夸克可以从质子或强子中跑出来，自然界就会存在带色的粒子;带色的粒子引起真空的进一步极化，色荷之间的幽禁势是很大的，整个真空都带上了颜色，能量很高，导致真空爆炸．实际这些都没有发生，暗示自然界不存在游离的夸克，那么我们会问：夸克倒底是一个数学技巧还是一个物理实在？研究这一问题，是对夸克模型的考验．不过，现在因为已有了夸克存在的间接证据，物理学家相信夸克是应该的确存在的．夸克为什么要被幽禁起来，物理学家已提出了几个理论．有人提出口袋模型，如认为质子是一只受真空挤压的口袋，可将夸克束缚住而逃不出来；有人提出了弦理论，认为夸克绑在弦的两端，而这条弦却难以断裂，即使一旦断裂，断裂处生成一对正反夸克，原来的强子碎裂为两个新的强子，从而自由的夸克从来不可能出现；也有人说，既然胶子带色荷，胶子之间也会有色磁吸引力，从而色力线被拉紧呈平行状，就如一个带电电容器两板因为有平行的电力线因而彼此有吸引一样，夸克之间也有类似这种吸引力；格点规范理论的面积定律证明夸克之间有线性禁闭势存在；90年代中期塞伯和威滕用他们发展的四维空间量子场论证明磁单极凝聚也会导致夸克幽禁．关于夸克幽禁的理论有许多，正好说明了我们对强力的了解还不够充分． 四、核子结构图象与核子衰变 对介子谱的研究表明，夸克之间除了由于单胶子交换引起的色库仑力外，还有色禁闭力，其势是随距离线性增长的，正如上面所说，虽然不清楚线性禁闭势的来源，但可以认为正是这个势导致了夸克幽禁．但是这一观点也许要受到挑战．因为用相对论性波动方程解介子能谱，发现在无穷远处波函数并不收敛至零，而是一个散射解．这意味着我们应探测到游离的夸克，但实际并不如此．那这些散射解是怎么产生的呢？原来禁闭势在无穷远处十分巨大，以致扰动真空导致正反夸克产生．实际没有测到这些产生的夸克，一个原因可能是大距离时夸克的质量也会变得十分巨大，远远超过了线性势，抑制了真空扰动产生正反夸克的能力．夸克质量会随距离增大而增大，可能可以用真空色电极化（导致真空带上颜色）来解释．真空色电极化使得色荷象滚雪球一样越来越大，夸克能量和质量也相应越来越大，浸在真空中的单一夸克质量巨大，真空没有足够的能量产生这些夸克，也许这最终导致了夸克幽禁． 对于强子结构，现在对不同的能态用不同的理论模型来描述．基态质子和中子，可以用量子力学的薛定谔方程求解，强子质量主要由夸克承担；对于处于激发态的共振粒子，弦模型比较成功，该模型认为重子和介子的质量和自旋主要由弦（色力线管）提供[10]；对于更高能的强子激发态，由于真空色电极化十分强大，因而强子质量主要就是色电极化质量，夸克的质量和弦的质量十分微小．现在对处于不同能态的质子、中子结构还无法用一个统一的理论来描述． 上面讨论的是质子中子及其共振态的静态性质，下面谈一下它们的衰变问题．原子核内的质子中子是稳定的，但自由的中子是不稳定的，寿命约为11分钟．中子的质量比质子略大一些，因而可以有足够的能量衰变为质子，并放出一个电子和一个电子型反中微子．在夸克水平上解释这一过程，实际上就是：中子内的一个下夸克（带-1/3e电荷）放出一个传递弱相互作用的中间玻色子W- ，自身变成上夸克（带+2/3e电荷），W-又衰变为一个电子和一个电子型反中微子．由于质子中子的重子数都为+1，轻子数为0，电子和电子型中微子的重子数为0，轻子数分别为+1和-1，所以这一过程重子数、轻子数都守恒．现在的粒子物理标准模型（量子电动力学、弱电统一理论、量子色动力学）认为重子数是守恒的，质子已是最轻的重子，所以它不能再衰变为其他重子，它是永恒的．由于人们面遇的物质世界主要就是由重子组成的，所以很容易相信质子是永恒的．但是有一种理论却预言这种观念是不对的，质子会衰变成正电子和中性π介子，重子数和轻子数并不绝对守恒．这种理论是大统一理论，它企图把强、弱、电相互作用统一起来，用一个耦合常数来描写．大统一理论包含着标准模型，但比标准模型来得更大，因而有更多的传递相互作用的规范玻色子．虽然这些规范玻色子是一种超弱场的量子，但质子中的下夸克却会释放这种规范玻色子，自身变成正电子，而质子内的一个上夸克吸收这个规范玻色子，变成上夸克的反粒子（反上夸克），这个反上夸克与质子内的另一个上夸克结合成中性π介子．由于引起这种夸克—轻子转化场十分弱，所以质子虽然要衰变，但衰变寿命是很长的，大约为一千万亿亿亿年，而我们的宇宙寿命也只有几百亿年，所以质子平均寿命比宇宙寿命长十万亿亿倍．在你一生当中，你体内的质子只能衰变零点几个，不必担心质子衰变会给我们的生活带来什么不便．质子衰变还只是一个理论预言，实验的证明还没有完全结束． 前面提到，质子中的点粒子是夸克，实际上它们还包括胶子和不断产生、湮灭的海夸克．过去认为质子自旋为1/2，是由三个夸克提供的，而如今的研究却不能支持这一观点，质子中的三个夸克的总角动量只占质子自旋的15%，而大部分自旋也许由胶子和海夸克承担．这被称为“质子自旋危机”，是个热门课题． 五、简短总结 虽然胶子的存在证据也有了，顶夸克存在的证据也在1995年找到了，但是对于强子结构的研究和自由夸克的探索还需走更长远的路．夸克幽禁的根本原因倒底是线性禁闭势的存在还是色电极化所致，夸克幽禁是暂时的还是永久的，值得继续研究．如果夸克是永久性禁闭的，强子永远是无色的，正应了一句话：“色即空，空即色．”孰是孰非，有待高能物理及其理论的继续发展．

从理论上讲，宇宙有诞生，就有消亡。至于宇宙如何消亡，现在还只能是推测。如果宇宙永远膨胀，由于大质量恒星死亡后成为黑洞，这样，宇宙中的黑洞越来越多，它们会吞食掉宇宙中几乎所有的物质。如果宇宙转而收缩，随着温度的不断升高，包括恒星在内的各种天体都会逐渐解体，黑洞则趁机饱食一顿，吞食到几乎所有的位置，最后黑洞火并，整个宇宙就会成为一个大黑洞。当然在上述两种情况中，总会有少许物质会幸存下来，没有被黑洞吞食。根据斯蒂芬-霍金等人的理论，黑洞会逐渐蒸发为电子和光子等基本粒子。同时，科学家还认为，质子也会衰变为反电子和Y射线光子。质子是各种原子核的主要成分，质子的衰变，就是各种物质的瓦解。因此，没有被黑洞吞食的少许物质，也会成为电子和光子。由黑洞蒸发的电子，与质子衰变的反电子，它们相遇湮灭为能量和光子，这样，宇宙就最后坍缩了，消亡了。能找到宇宙消亡的证据吗？宇宙消亡的最后标志是黑洞的蒸发殆尽和质子衰变使各种物质瓦解。黑洞的最后蒸发，目前还无法用实验去验证。但科学家认为，质子是否衰变，现在则可以用实验去检验。曾经认为，质子衰变所需要的时间为1028年。这样，在1028个质子中，(在10千克物质中就包含有这么多质子)，每年应有1个质子发生衰变。但后来这个衰变时间被实验否认了。人们认为，质子衰变的时间应为1030到1032年。如果师质子衰变的时间为1032年的话，一个人一生中身体上会有1—2质子衰变。因此如果师质子筛便的时间却是1030年或1032年的话，目前是可以用实验检验的。检验的办法是，将足够数量的水，用水槽放在数百米深的地下(以排除各种干扰因素)，在水槽四周设置大量探测仪器，探测质子的衰变反应，质子衰变时产生一个反电子和一个中性л介子。л介子很快又衰变为两个Y设射线光子，光子遇到水物质的原子核，会产生能量很高的正、反电子对，因而可以被探测到。如果水的数量在10000吨以上，每年应观测到1次以上质子衰变。有的人认为，质子衰变时间为1080年，甚至更长，那就超出检验的范围了。宇宙到消亡还有多长时间？宇宙还有多长时间才消亡？这还纯粹是一个揣测的问题，简直是虚幻飘渺的揣测！因而，科学家提供的数字很不相同。丁-伊思兰在《宇宙的最终命运》(1983年出版)一书中提出，1031年后，宇宙将形成一个超巨型黑洞，质量达1015倍太阳质量。这个超巨型黑洞需要10106年时间才蒸发完，而变成电子和光子。还有些理论认为，黑洞不可能将所有物质都吞食掉，逃给厄运的物质游离于黑洞之外。不过，这些游离物质因质子衰变而成为反电子和光子，只需要1033年。有一种理论认为，由黑洞蒸发而来电子和由质子衰变而来反电子，并不是都双双湮灭成能量和光子。它们有的在1071年后双双组成相同绕转的电子对原子(也叫偶电子素)。这些偶电子素每10万年才靠近1厘米，由于相距遥远，(直径达几万亿光年)，最后相遇湮灭需要10116年的时间！只有到这时，即只剩下能量和光子时，才算宇宙最后消亡了。算算看，这是一个多长的时间！记得采纳啊

质子和反质子电菏及自旋都相反,一旦相遇会湮灭成光子,能量100%释效图中＋－号代表不可分割的最小正负电磁信息单位-量子比特（qubit）（名物理学家约翰.惠勒John Wheeler曾有句名言:万物源于比特 It from bit量子信息研究兴盛后,此概念升华为，万物源于量子比特）注：位元即比特

- - 两天重复遇到同样的问题。。。。 嗯··· 原子核内的质子中子是稳定的，但自由的中子 是不稳定的，寿命约为11分钟。中子的质量比质子略大一些，因 而可以有足够的能量衰变为质子，并放出一个电子和一个电子型 反中微子。在夸克水平上解释这一过程，实际上就是：中子内的 一个下夸克（带-1/3e电荷）放出一个传递弱相互作用的中间玻色 子W- ，自身变成上夸克（带+2/3e电荷），W-又衰变为一个电子 和一个电子型反中微子。由于质子中子的重子数都为+1，轻子数 为0，电子和电子型中微子的重子数为0，轻子数分别为+1和-1， 所以这一过程重子数、轻子数都守恒。现在的粒子物理标准模型 （量子电动力学、弱电统一理论[12]、量子色动力学）认为重子 数是守恒的，质子已是最轻的重子，所以它不能再衰变为其他重 子，它是永恒的。由于人们面遇的物质世界主要就是由重子组成 的，所以很容易相信质子是永恒的。但是有一种理论却预言这种 观念是不对的，质子会衰变成正电子和中性π介子，重子数和轻 子数并不绝对守恒。这种理论是大统一理论[13-17]，它企图把 强、弱、电相互作用统一起来，用一个耦合常数来描写。大统一 理论包含着标准模型，但比标准模型来得更大，因而有更多的传 递相互作用的规范玻色子。虽然这些规范玻色子是一种超弱场的 量子，但质子中的下夸克却会释放这种规范玻色子，自身变成正 电子，而质子内的一个上夸克吸收这个规范玻色子，变成上夸克 的反粒子（反上夸克），这个反上夸克与质子内的另一个上夸克 结合成中性π介子。由于引起这种夸克—轻子转化的场十分弱， 所以质子虽然要衰变，但衰变寿命是很长的，大约为一千万亿亿 亿年，而我们的宇宙寿命也只有几百亿年，所以质子平均寿命比 宇宙寿命长十万亿亿倍。在你一生当中，你体内的质子只能衰变 零点几个，不必担心质子衰变会给我们的生活带来什么不便。质 子衰变还只是一个理论预言，实验的证明还没有完全结束。 够详细了吧？

题主和前面答主的一个认识细节不对呢。恒星核聚变不止进行到铁就停止了，而是到镍-62！科普界普遍引用的恒星核聚变到铁为止是一种误解。我们先来说说这个核合成终点的问题。另外我假设题主可能是想知道恒星核聚变“为什么……到铁元素就停止……”，实际上超新星爆照末期的聚变可以一直持续到锕系的钍、铀和钚。我们先来看看化学元素周期表上图：镍的原子序数是28，位于铁后面，中间还隔了一个钴（原子序数为奇数的元素通常没有为偶数的稳定）。（该查表的时候就要查查表）镍-62才是终点！镍-62是镍的同位素，具有28个质子和34个中子。它是镍的一种稳定的同位素，具有任何已知核素中核子平均最高的结合能，高达8.7945兆电子伏。人们常说Fe-56是“最稳定的原子核”，但仅仅因为Fe-56具有所有核素中每个核子最低质量（但不是核子平均结合能）。但Fe-56平均每个核子的质量最低是因为Fe-56具有26/56 = 46.43％的质子，而62Ni仅具有28/62 = 45.16％的质子，而Fe-56中较多的且质量较轻的质子拉低了其核子平均质量。这就是为什么有相当多的科普文误以为铁-56是恒星核合成的终点。但实际上结合能最高的镍-62才是终点！上图：核子结合能曲线，Ni-62才是最高的，接着是Fe-58，然后才是Fe-56。这三种元素被称为“铁组同位素”，是宇宙中结合最强的三种核子。为什么恒星核聚变合成只进行到镍-62？之所以恒星核聚变只能进行到镍-62，那是因为在镍-62和铁-56之前（我们通常会把两者并提，因为这两者之间的钴-56产物非常不稳定）的元素通过核合成形成时会释放出净能量，但越过了镍62之后的核合成虽然可以进行但实际上是吸收能量的，在恒星内部高温下，这些核素实际上无法真正稳定形成（从某种意义上受到热力学第二定律限制）。结合能（也称为分离能）是将颗粒系统拆分成独立的颗粒所需的最小能量。这种能量等于使系统粒子束缚起来时吸收的能量或增加的质量。结合能是将系统保持在一起的原因。 如果提供的能量大于结合能，则系统将分解为分离的部分且这些部分具有非零的动能。镍同位素的高结合能通常使镍成为整个宇宙中许多核反应（包括中子俘获反应）的“最终产物”，这也解释了镍在宇宙中相对较高的丰度。虽然宇宙中大部分镍是通过超新星爆炸产生的镍-58（最常见的同位素）和镍-60（第二大），其他稳定同位素（镍-61，镍-62和镍-64）非常罕见。这表明大多数镍是在超新星核心蹋缩后立即从镍-56捕获中子的过程中产生的，逸出超新星爆炸的镍-56会迅速衰变为钴-56然后再衰变为稳定的铁-56。结合能排名第二和第三的是Fe-58和Fe-56，其每个核子的结合能分别为8.7922 MeV和8.7903 MeV。上图：纯镍单体被误解的“铁”对铁-56更高核结合能的误解可能源于天体物理学。在恒星的核合成过程的光蜕变和α捕获之间的竞争导致产生的镍-56比镍-62更多，而镍-56则在后来恒星外壳喷射过程中衰变为铁-56。这就是为什么最后恒星当中的铁比镍多的原因了(都怪光蜕变)。光蜕变（也称为光转换）是一种核过程，原子核吸收高能伽马射线进入激发态，并通过发射亚原子粒子而衰变。入射的伽马射线能够有效地将一个或多个中子、质子或α粒子从核中撞出。对于比铁重的原子核，光致蜕变是吸热的（吸收能量），少量会放热（能量释放）。光蜕变是超新星当中通过p-过程产生某些富质子重元素的原因。上图：光蜕变原理示意图镍-56是超新星生命结束时硅燃烧的天然终端产物，是以14次α捕获（4x14=56）并自碳开始构建更多重元素的阶梯聚合反应的产物。超新星燃烧中的α过程自此结束，后面再通过α捕获而产生的锌-60所需能量高得多，这形成了一种能量壁垒，防止了恒星核合成中α阶梯的延伸。而镍之后的重元素则都是在超新星爆炸后的最后一秒中形成的。α过程，也称为α阶梯，是两类核聚变反应中的一种，通过这种反应，恒星将氦转化为较重的元素，另一类是三重α过程。三重α过程仅消耗氦，并产生碳。在积累了足够的碳后，将发生下述系列反应，所有反应都只消耗氦和前一反应的产物。上图：11个α过程在恒星内次第展开，像是梯子一般。未来这种误解会越来越深，因为最后的宇宙没有“镍”然而，28个镍-62原子还可在恒星核合成之后的过程中聚合成31个铁-56原子，释放出0.011u的能量；因此，在假设通过Adler-Bell-Jackiw反常的质子衰变足够缓慢的前提下，没有质子衰变的宇宙，未来将会只有“铁星”而不会有“镍星”。在天文学中，铁星是一种假想类型的致密星体，可能在极远的未来，发生在大约在10的1500次方年后的宇宙中。量子隧穿导致的冷聚变会使普通物质中的轻核聚合成铁-56核。而重核则通过裂变和α粒子辐射使重核衰变成铁，最后恒星完全转化为一颗颗的冷球铁。(⊙o⊙)——但这只有在质子不衰变的前提下才有可能发生。总结所以，恒星核聚变，而不是所有的核聚变（超新星爆炸最后一秒的核聚变是特例）最高到镍才停止，但因为镍会因为光蜕变变成铁，所以最后就剩下了更多的铁，甚至最后宇宙就只有铁球（铁球宇宙？）。结合能在“铁组同位素”达到巅峰，这是造成恒星核聚变在此处结束的本质原因。

智子号和二号将飞向地球，凭借着存储在微观电路中庞大的知识库，智子对空间的性质了如指掌，它们可以从真空中汲取能量，在极短的时间内变成高能粒子，以接近光速的速度航行。这看起来违反能量守恒定律，智子是从真空结构中“借”得能量，但归还遥遥无期，要等到质子衰变之时，而那时离宇宙末日也不远了。一、智子的任务是什么？两个智子到达地球之后，第一个任务就是定位人类用于物理学研究的高能加速器，然后潜伏于其中。在地球文明的科学水平上，对物质深层结构研究所采用的基本方法，就是用经过加速的高能粒子撞击选定的靶标粒子，当靶标粒子被撞碎后，对结果进行分析，以图找出反映物质深层结构的信在实际的实验中，是用含有靶标粒子的物质作为撞击目标，物质的内部几乎全是空的，如果一个原子有一座剧院那么大，原子核则只是悬浮在剧院中的一个核桃。所以，成功的撞击是十分罕见的，往往在大量的高能粒子长时间轰击靶标材料之后才发生一次这种实验就像是从夏天的一场大暴雨中，找出颜色稍有不同的一个雨点。这就给了智了一个机会，使它可以代替靶标粒了去接受撞击。由于它具有很高的智能，通过量子感应阵列，它们能在极短的时间内精确判断轰击粒子的轨迹然后移动到适当的位置。所以，对智子撞击的成功率，是对普通靶标粒子的上亿倍。当智子被撞击后，它就会有意给出错误和混乱的结果。即使偶尔有对预定靶标粒子正确的撞击发生，地球物理学家们也不可能将正确的结果从一大堆错误结果中分辨出来。二、这样，智子不是也被消耗了吗？不会的，质子已经是组成物质的基本结构，与一般的宏观物质是有本质区别的，它能够被击碎，但不可能被消灭。当一个智子被击碎成几部分后，就产生了几个智子，而且它们之间仍存在着牢固的量子联系，就像你切断一根磁铁，却得到了两根磁铁一样。虽然每个碎片智子的功能会大大低于原来的整体智子，但在修复软件的指挥下，各个碎片能迅速靠拢，重新组合成一个与撞击前一模一样的整体智子。这个过程是在撞击发生后，碎片智子在高能加速器气泡室或乳胶感光片上显示出错误结果后完成的，只需百万分之一秒。三、是否存在这种可能：地球人用某种方法将智子识别出来，然后用一个强电磁场将其捕获，并禁锢起来？质子是带正电荷的。这更不可能了。要识别出智子，就需要人类在物质深层结构研究上的突破，但高能加速器都变成了一堆废铁，这种研究又如何进行呢？猎人的眼睛已经先被他要射的猎物抓瞎了。他们可以建造大量的加速器，超过我们建造智子的速度，那么，地球上总有某台加速器中没有智子潜伏，会得到正确的结果。这是智子计划中最有趣的一点！不必担心建造大量的智了会使三体世界的经济崩溃。也许还会再建造几个智子，但不会更多，事实上，有这两个就足够了，因为每个智子在行为上是多线程的。四、多线程？这是古老的串行计算机的一个术语，那时计算机的中央处理器每 时刻只能运行单一的程序，但由于其速度很快，加上中断的调度，在我们处于低速层面的观察者看来，计算机是在同时运行多个程序。智子能以接近光速的速度运动，地球世界相对于光速而言是一个很小的地方，如果智子以这个速度在地球上不同的加速器间巡回，那么在地球人看来，它就像同时存在于每台加速器中，能够几乎同时在所有加速器中制造错误的撞击结果。每个智子可以控制多达一万台高能加速器，而地球人建造一台这样的加速器就需要四五年的时间，从经济和资源的角度看也不可能大量建造。他们可以拉大加速器间的距离，比如说在他们星系的各个行星上建造，这确实能破坏智子的多线程操作，但在这样长的时间内，三体世界再造出十个或更多的智了也不困难。越来越多的智子将在那个行星系Q中游荡，它们合在一起也没有细菌的亿万分之一那么大，但却使地球上的物理学家们永远无法窥见物质深处的秘密，地球人对微观维度的控制，将被限制在五，维以下，别说是四百五十万时，就是四百五十万亿时，地球文明的科学技术也不会有本质的突破，它们将永远处于原始时代。地球的科学已被彻底锁死，这个锁是如此牢固，凭人类自身的力量是永远无法挣脱出来的。五、智子能够制造神迹？对地球人而言，是的。大家都知道，高能粒子可以使胶片感光，这也是地球原始的加速器显示单个粒子的手段之一，智子在高能态上每穿过一次胶片，就在上面产生一个感光点。，它们来回穿过，就可以将这些点连成一排字母或数字，甚至图形，像绣花一样。这个过程速度极快，远快过地球人的相机拍照时胶片的感光速度。另外，地球人的视网膜与三体人类似，这样高能智子也能用同样的方式在他们的视网膜上打出字母、数字或图形如果说以上这些小神迹能使地球人迷惑和恐惧的话，那下一个巨型神迹足以把那些虫了科学家吓死：智子能使他们眼中的宇宙背景辐射发生整体闪烁。六、这对我们的科学家而言也很恐怖，怎样做到呢？很简单，我们已经编制了使智子自行二维展开的软件，展开完成后，用那个巨大的平面包住地球，这个软件还可以使展开后的平面是透明的，但在宇宙背景辐射的波段上，其透明度可以进行调节。智子进行各种维度的展开时，可以显示更宏伟的“神迹”相应的软件也在开发中。这些“神迹”将制造一种足以将人类科学思想引上歧途的氛围，这样，我们可以用神迹计划对地球世界中物理学以外的科学形成强有力的过制。

自由中子虽然会衰变，但中子弹杀伤半径只有几公里——速度接近光速的快中子穿越这点距离只需要几微秒的时间——与其十几分钟的半衰期相比几乎可以忽略不计。质子和中子是两种我们非常熟悉的粒子，它们会结合形成原子核，构成了我们看到的一切物质。当它们不被束缚在原子核内时，却有着截然不同的命运。质子非常稳定，在原子核外，自由的质子可以至少在10??年内都非常稳定的存在（世界上有许多大型的实验室都在寻找质子衰变的证据）；而自由的中子却只能存在大约15分钟，之后就会衰变成质子、电子和反中微子。在原子核中的中子是非常稳定的，但自由中子在大约15分钟后就会发生衰变。但是，中子的确切寿命究竟有多长？这个问题一直困扰着物理学家。1932年，詹姆斯·查德威克首次发现了电中性的粒子——中子，但直到1951年，研究人员才测量了中子的寿命。他们使用制造自由中子的核反应堆，追踪中子是如何衰变的。过去，物理学家一直在努力寻找答案，所有的测量也都不那么精确。但到了2005年，当测量方法变得足够精确时，却显示出了令人困惑的9秒差距。这时，科学家开始意识到问题的严重性了。中子的平均寿命在核物理学、粒子物理学和宇宙学中都扮演着重要的角色。天体物理学家可以通过它来计算在大爆炸后的最初几分钟内产生了多少的氢、氦和其他轻元素。在那个时期，中子衰变为质子的速度越快，之后用来形成氦原子核的中子就会越少。另一方面，粒子物理学家认为，如果他们能够更好地确定中子的寿命，就可以用它来寻找超越标准模型的新物理。两种方法物理学家通过两种方法来测量中子的寿命。第一种方法是将中子从原子核中剥离，再将它们放入一个瓶子，然后在一段时间后数一数还剩下多少个中子。这被称为”瓶“方法，许多不同的实验室都采用了这个方法，包括新墨西哥的洛斯阿拉莫斯国家实验室和法国的劳厄-郎之万研究所。通过瓶实验，研究人员测得的中子平均寿命为14分39秒。第二种方法是把中子注入到一个探测器中，这个探测器可以计算中子衰变时产生的质子数。NIST（美国国家标准技术研究所）和日本质子加速器研究中心采用了这种”束“方法。日本的研究才刚刚开始，但NIST的实验结果给出了14分48秒，比瓶方法多出了9秒。两种非常精确的方法给出了不同的答案。其中一个测量中子从瓶中消失得有多快（蓝色），另一种则追踪在中子束中出现的质子数（粉色）。这确实是一个大问题，因为两种方法都非常精确。而且，即使将误差范围考量在内，这两个结果仍然不会重叠。为什么中子从瓶子中消失的速度可能比在束中消失的速度要快？这个问题是许多物理学家试图回答的。寻找答案一些物理学家一直致力于理解这其中的差异，在4月13、14日的美国物理学会会议上，研究人员讨论了解决这个问题的新方法。在今年一月的时候，理论物理学家Bartosz Fornal和Benjamin Grinstein为解释这个差异提出了一个非常诱人的假设。他们认为，中子有时候会衰变成暗物质——这种神秘的物质构成了宇宙的大部分物质，因此躲过了实验的搜寻。如果中子有时转化成了暗物质粒子而不是质子，那么它们从瓶子里消失的速度就会比在中子束中质子的出现速度要快。他们还计算了在最简单的情景下，假想的暗物质粒子的质量区间。而当中子衰变成这种粒子时，会释放出特定能量的伽玛射线，这是可以通过实验寻找的。物理学家Zhaowen Tang和Chris Morris立即着手进行实验。而就在Fornal和Grinstein提出想法的一个月后，Tang和Morris就发表了基本排除这种可能性的实验结果。但Fornal认为，暗物质的想法还无法被完全排除，因为中子可能衰变成两个暗物质粒子。不过实验学家们并不能确定这是否有可能发生。如果这个问题最终是通过奇异的暗物质来解决，那将是革命性的结果。但还有一种可能是其中一个方法出错了。在这种情况下，研究人员或许会希望将束和瓶结合在一个设备中。在会议上，Tang描述了研究人员如何将粒子探测器放入瓶子内的中子阱中，并用两种方法来数中子。他的团队已经获得了开始制造该设备的资金。在NIST中的束方法中使用的质子探测器与此同时，自去年来，NIST束实验一直在使用灵敏的探测器和其他组件收集数据，这将使它比以前的运行更加精确。物理学家正在逐渐接近这一问题的答案。

中子衰变的确是成为质子并释放电子.但是这要求中子飞出原子以外,也就是单独存在的情况下.如果在核内,产生的强作用力将抑制中子的衰变.

铁原子双质子衰变后可以与氧原子反应。Fe衰变放出两个质子后变为质子数为24的新原子，原子核发生了变化，不是化学变化，因为化学的范畴是在原子、分子水平上研究物质。质子数24的是铬（Cr），核外电子排布式为1s（2），2s（2）2p（6），3s（2）3p（6），4s（2）3d（4），也就是2，8，8，6，四层就表示在第四周期，最后一层为6就是在第六副族。铬可以和氧原子反应。

1、α衰变α衰变是一种放射性衰变。在此过程中，一个原子核释放一个α粒子（由两个中子和两个质子形成的氦原子核），并且转变成一个质量数减少4，核电荷数减少2的新原子核。2、β衰变β衰变是一种放射性衰变。在此过程中，一个原子核释放一个β粒子（电子或者正电子），分为β+衰变（释放正电子）和β-衰变（释放电子）。3、γ衰变γ辐射通常伴随其他形式的辐射产生，例如α射线，β射线。当一个原子核发生α衰变或者β衰变时，生成的新原子核有时会处于激发态，这时，新原子核会向低能级发生跃迁，同时释放γ粒子。这就是γ辐射。扩展资料：相关理论放射性核素在衰变过程中，该核素的原子核数目会逐渐减少。衰变至只剩下原来质量一半所需的时间称为该核素的半衰期(half-life)。每种放射性核素都有其特定的半衰期，由几微秒到几百万年不等。原子核由于放出某种粒子而变为新核的现象，原子核是一个量子体系，核衰变是原子核自发产生的变化，它是一个量子跃迁过程，它服从量子统计规律。对任何一个放射性核素，它发生衰变的精确时刻是不能预知的，但作为一个整体，衰变的规律十分明确。若在dt时间间隔内发生核衰变的数目为dN，它必定正比于当时存在的原子核数目N，显然也正比于时间间隔dt。衰变不受任何条件的影响，是物质特有的性质。参考资料来源：百度百科-衰变

在地球大气中，含量最多的元素是氮和氧。在地球表面上，70%被海水覆盖，1个水分子中包含2个氢原子，这样看起来地球上的氢元素非常多。但事实上，地壳中丰度最高的元素是氧、硅、铝、铁和钙等元素，氢元素位列第10，质量占比仅为0.14%。虽然氢元素在地球上的丰度非常低，但这种元素在整个宇宙中的含量最高，其质量占到了整个宇宙的75%。那么，为什么宇宙中会有这么多元素呢？氢元素以及其他元素都是怎么来的呢？氢元素的来源作为元素周期表中的第1号元素，氢元素是宇宙中第一种被合成出来的元素，它们出现在极早期的宇宙中。氢原子核（氕核）中只包含一个质子，也就是说，质子就是氢原子核。一个质子俘获一个电子，可以形成稳定的中性原子，这就是氢原子。在138亿年前，宇宙从炽热致密的奇点中发生大爆炸而诞生。此后，空间经历了极其短暂的暴胀过程，宇宙温度从10^32度的普朗克温度迅速降低。宇宙开始合成出了夸克、胶子和轻子基本粒子，但那时的温度高达数千万亿度，这些基本粒子处于夸克-胶子等离子体的状态。到了宇宙诞生大约1微秒之后，宇宙开始了重子产生过程，夸克在胶子的束缚下合成出了质子和中子。理论上，宇宙中最初合成出来的质子和反质子数量应该是一样的。但如果是这样，正反质子就会完全湮灭成能量，也就不会有现在充满物质的宇宙。关于正反物质的不平衡，有很多理论解释，其中包括CP（电荷共轭和宇称）对称破缺。不管怎样，在早期宇宙中，每产生一亿零一个质子，对应会产生一亿个反质子。到了宇宙大爆炸之后100微秒，空间持续快速膨胀，宇宙的温度下降到了大约10万亿度，反质子都被湮灭掉，最终只有质子残留下来。同样地，还有中子、电子保留下来。在宇宙诞生还不到1秒时，通过弱相互作用，质子和中子之间相互转化。质子不断与电子结合产生中子和中微子，中子不断与正电子结合产生质子和反中微子，质子与中子的比例维持在平衡的状态。随着宇宙温度的迅速下降，到了宇宙大爆炸之后1秒，宇宙温度略低于中子-质子质量差，这些弱相互作用的速度慢于宇宙的膨胀速度，由于质子的质量更低，这有利于产生质子的过程，导致中子和质子的比例下降到1:6，并在此冻结。自由中子非常不稳定，它们很容易发生u03b2衰变产生质子、电子和反中微子。自由中子的半衰期只有10.2分钟，平均寿命仅14.7分钟。如果宇宙中没有进一步发生反应让中子能够稳定地束缚在原子核中，宇宙将会是纯氢。在宇宙诞生三分钟之时，宇宙的温度下降到了10亿度，中子经过衰变之后，中子和质子的比例进一步下降到1:7。由此启动了原初核合成过程，宇宙开始合成比氕核更重的原子核。质子和中子会先结合成氢的同位素——氘核。氘核非常不稳定，它们会与中子或者质子碰撞形成氚核（氢的最重同位素）或者氦-3。氚与氦-3也非常不稳定，它们分别会与质子和中子发生碰撞，结合成稳定的氦-4。在原初核合成过程中，中子几乎都被束缚到氦原子核中。氦-4十分稳定，它们需要数万年的时间才会有效形成碳原子核。而宇宙温度下降非常快，原初核合成只能持续大约17分钟，所以更重的元素基本上都来不及合成。考虑到质子和中子数的比例为7:1，一个氢核只有一个质子，一个氦核包含两个质子和两个中子，而且质子和中子的质量非常接近，所以氢与氦的质量比为3:1。因此，宇宙中最初的物质组成为75%的氢和25%的氦。其他元素是怎么来的？在宇宙大爆炸数千万年之后，宇宙中的氢和氦通过引力结合形成了第一代恒星。在质量巨大的恒星中，氢先会转变为氦，氦又会通过3-氦过程合成出更重的元素，一直到铁、镍。数百万年后，第一代恒星就会爆炸成超新星，在此期间，通过中子俘获过程可以产生铁以上的元素，这个过程在如今的宇宙中还在持续。另外，死亡恒星之间的碰撞也会合成出重元素。不过，锂、铍和硼的来源比较特殊，它们不是来自于与恒星有关的过程，而是来自于高能宇宙射线轰击重原子核的散裂过程。宇宙中的氢元素会被消耗完吗？虽然宇宙中存在着数以亿计的恒星，它们在不断地通过氢核聚变来消耗氢元素，但138亿年过去了，被消耗掉的氢元素仍然极少。根据光谱分析，如今宇宙中的氢元素质量占比仍有75%，氢还是宇宙中丰度最高的元素，比氦更重元素的丰度仍然非常低。宇宙中大部分的氢都是弥漫在星际和星系际空间中，它们很少能够聚集在一起形成恒星。因此，宇宙中的恒星不会消耗掉所有的氢元素。事实上，就连恒星本身都无法完全消耗掉自身的氢元素，因为只有核心区域的氢才能发生核聚变，大部分的氢还是维持原状。例如，太阳的氢核聚变已经持续了46亿年，但氢元素的含量仍然有将近四分之三。如果要消耗完氢，可能也只有等它们自己消耗掉自己——质子衰变。一些大统一理论预言，质子在漫长时间跨度下是不稳定的，它们最终也会发生衰变，形成正电子和伽马射线。据估计，质子的半衰期长达1万亿亿亿亿年。因此，如果质子真的能够发生衰变，那么，宇宙最终也会消耗完所有的氢元素。

宇称不守恒定律是指：在弱相互作用中，互为镜像的物质的运动不对称；宙称不守恒是指：物质性粒子（大至天体、小至电子、质子等微观粒子）在时间方向上的质量及物理特性的不对称。宇称不守恒定律本质上反应的是微观粒子自旋方向的随机特性；而宙称不守恒定律则隐含了宇宙内物体、绝对空间及绝对时间之间一体化演化规律、隐含了宇宙膨胀及万有引力的产生机制。 1956年，科学家发现θ和τ两种介子的自旋、质量、寿命、电荷等完全相同，多数人认为它们是同一种粒子，但θ介子衰变时产生两个π介子，τ子衰变时产生3个，这又说明它们是不同种粒子。1956年，李政道和杨振宁在深入细致地研究了各种因素之后，大胆地断言：τ和θ是 完全相同的同一种粒子 (后来被称为K介子)，但在弱相互作用的环境中， 它们的运动规律却不一定完全相同 ，通俗地说，这两个相同的粒子如果互相照镜子的话，它们的衰变方式在镜子里和镜子外居然不一样！用科学语言来说，“θ-τ”粒子在弱相互作用下是宇称不守恒的。 比了解宇称不守恒重要的是知道宇称为什么不守恒 宇称为什么不守恒？杨和李不能回答。宇称不守恒定律有什么重要应用价值？杨和李同样不能回答。宇称不守恒定律迄今没有发现其重要的应用价值，原因正是当前的主流物理学界不明白宇称为什么不守恒。笔者在此对该问题给出一个明确的答案。“θ-τ”粒子是由一定宇宙基本粒子（本人命名为虚子，其能量为h，质量为7.36*10u02c6-48克）按规则排列的具有旋转特性的虚子串就是“θ-τ”粒子，由于“θ-τ”粒子的旋转方向是随机的，因此，这些“θ-τ”粒子在同一外力作用下的运动方向自然也是随机的，而不是有规则的。虚子的旋转特性很重要，这一特性是电磁力产生的根源，也是光线沿直线传播的物理根源。而宇称不守恒定律则不具有重要的实际应用价值。 宙称不守恒才是王道 “运动物体与时空坐标关系的基本准则---统一论原理”，是笔者发表于 科技 论文在线的一篇物理学论文。该论文入选首发精品论文。“统一论原理”用简单的方式来表述就是：一切物体的运动都是相对的；而一切物体随时间而发生质变是绝对的。这里的质变对抽象物体而言，就是质量随时间的发生而改变。 宇宙之内所有生命体都有生死，而所有无机物也都会随时间的流逝而发生变化。微观世界中许多粒子的寿命只是一瞬间（ 10u02c6-22~10u02c6-10秒 ）。而宇宙中的星体、天体寿命虽然较长，但同样存在产生和消亡。物理学家们同样对构成宇宙万物的微观粒子的衰变现象十分关注，自20世纪50年代以来，对质子衰变的研究和探测实验成为物理学研究的重要前沿课题之一。但到目前为止，物理学家们虽然在世界各地建立了多种不同类型的实验实施、付出了巨大的投入和努力，但还没有获得质子衰变的可靠的实验证据。研究工作并没有取得实质性的进展。物理学家们普遍把研究工作进展迟缓的原因归咎于质子衰变的寿命很长（大于 10u02c632年 ），及目前探测器的灵敏度还不够高。鉴于质子衰变问题在物理学研究中具有十分重要的地位，因此，新的更有效的探测方法将得到论证,并将应用于更大规模探测器的设计制造中。笔者认为，物理学界对质子衰变的探测实验长期难以取得实质性进展，可能并不是因为质子的寿命过长及探测器的灵敏度不够高，而是另有原因。或许作为质子衰变理论依据的“大统一”理论 ( GUTs ) 本身就是错误的，也因此，根据这一理论所实施的对质子衰变的探测活动当然只能是“竹篮打水”。而当前主流物理学界对以太存在性的错误认知，正是妨碍正确认识质子衰变物理机制的根本原因。如果以太是存在的，那么宇宙膨胀不就意味着以太数量和体积的增长吗？可以设想以太是有质量的，那么我们不就可以推想以太质量的增加应该来自质子等实物质质量按一定规律的衰减吗？我们当然可以进一步推想，质子等实物质的质量衰减所导致的以太扩散运动应当会产生以太动力学效应。显然，这样的设想是符合逻辑的。 “统一论物理宇宙学理论”揭示了粒子性实物质的质量按指数规律衰减，从而形成“虚子”逸出，逸出的“虚子”推动实物质周围的以太产生以光速传播的辐射形式的运动。这一规律用数学公式表述就是 M =M0*eu02c6(H0*t) ，其中： M 是实物质粒子当前的质量， M0是 实物质粒子过去某个时刻的质量， t 是实物质粒子质量衰变所经历的绝对时间， H0是哈勃膨胀系数.该理论揭示了粒子性实物质的质量与宇宙空间和绝对时间之间存在着一个确定的函数关系。在此基础上，“统一论物理宇宙学理论”进一步揭示了引力的本质是粒子性实物质因质量衰减造成“虚子”逸出、进而导致粒子性实物质周围的以太产生扩散运动所产生的动力学效应。同时，推导出了与牛顿引力方程形式相同的新的引力公式，并揭示了引力的传播速度为光速的物理根源。由于引力以光速传播且速度为一有限值，这样在宇宙尺度内计算引力作用效果，就必须考虑“引力推迟效应”（与推迟电磁波类似）。中国科学院地球物理所的汤克云教授，首先采用“引力推迟原理”计算了光线经太阳表面的偏折角和水星近日点的进动角，得出了与实测结果相一致的计算值。 对于实物质的质量自发衰变，目前还难以直接进行探测。但可以通过对天体或星球的质量变化的测量，来间接验证质子衰变理论的正确性。可以预测地球与月球之间的距离将会因地球和月球的质量衰减而发生距离增大的现象，而且这一距离的变化符合哈勃宇宙膨胀规律。而此前的宇宙学理论所指的宇宙膨胀只是发生在星系团之间，而星系内部则因引力的影响不会发生膨胀现象。地月之间的距离按3.84 10 u02c65Km计算，两者之间的距离每年应增加 ΔL= 3.84 10 u02c65 H0 (19.6~39.2)mm，其中： H0 (50~100) km/sMpc。美国和法国的科学家利用1969年美国宇航员登月时放置在月球上的镜子进行测量的结果表明，28年来地球与月球的距离增加了一米多，美法两国科学家是利用精确的时间测量法来测量月地之间距离变化的，这种方法使激光脉冲投射到镜面上然后又反射回地面上的探测器，一个来回约为2.5秒钟，不断测量来回所用时间的变化，就可得知月地距离的变化。多次测量表明，地球与月球之间的距离每年增加38.1mm。显然，理论计算结果与实际测量值是高度一致的。 宙称不守恒定律隐含在中国传统哲学之中 道德经开篇即讲：道可道非常道，名可名非常名。即言万事万物时刻都处于变化之中。而周易则是中国人对自然界变化规律的朴素认识。而佛学对宇宙演化现象的表述则更为彻底：诸法空相，诸行无常。如果把金刚经和心经用现代物理学语言来表述，那就是“运动物体与时空坐标关系的基本准则---统一论原理”。可以这样讲：统一论原理是2.0版的心经；或心经是1.0版的“统一论”。如果爱因斯坦当年能熟读金刚经或心经，就不再会认为“一切都是相对的”，就不会建立相对论。而杨振宁、李政道当年也能领会金刚经或心经，也就不会只提出“宇称不守恒”，当然也会提出“宙称不守恒”。只可惜，杨李只知道去西方检芝麻，反而丢了自家的西瓜。

抱歉，这个问题很怪异。相对论是阐述空间、光、质能转换的一种理论，它并非粒子物理学的理论。如果你要阐述质子的运动形式，应该用粒子物理和量子物理来阐述。当然，粒子物理、量子物理也摆脱不了相对论的影响。举个例子，质子的半衰期为10^32年（一京年，即一亿亿亿亿年），质子达到半衰期后，会衰变成为夸克，而夸克是无法独立存在的，即刻会分解成为能量。而质子衰变成为能量，则需要遵循相对论E=MC^2的公式。

质子衰变就是大一统理论在非标准模型理论的范畴内提出来的一种理论假设。前提是质子重子数的不对称性。质子衰变，在粒子物理学上，是一个假设的放射性衰变，这假设预言了质子在衰变的时候，会变成更轻的次原子粒子，通常是中性π介子和正电子。质子衰变从未被证实，至今仍没有证据显示质子衰变的可能。 在标准模型理论中，质子是重子的一种，理论上它是稳定的，因质子的重子数是大致守恒。即质子不会以摄动的形式衰变成其他粒子，因为质子已经是最轻的（因而也是最低能量的）重子。一些超出标准模型理论范畴的大统一理论（GUTs）明确地否定了重子数的对称性，允许质子经由X玻色子而衰变。质子衰变是各式提议的 GUTs 中少数可观察的一种。现时，所有试图观察这个衰变的实验无一成功。需要提出来的是质子衰变成「p0介子」及「e+正电子」需时10^32年，可见其半衰期之长。所以就算是质子确实会发生衰变，这个超低的概率也使观测难度变得神乎其难。不过还好质子具有如此之强的稳定性，要不然我们的世界确实不会有现在这样相对稳定的状态。因为质子是构成原子的基本粒子之一，而原子则是构成物质的基本粒子。现实生活中物质之所以有这么稳定的化学和物理性质，主要的原因也是因为原子在常温下的稳定性引起的。

会衰变的，任何物质都会有半衰期。他是是大量原子衰变的宏观体现。是不可避免的，无任何条件的

　　铁有四种稳定同位素Fe-54、Fe-56、Fe-57和Fe-58，不考虑质子衰变的话，可以认为半衰期无限长；另外还有两种放射性同位素Fe-55和Fe-59，半衰期分别是2.7年和44.5天。　　半衰期　　放射性元素在内部由于量子效应，会随机地发生衰变（转变为其他原子），大量原子聚集在一起衰变就符合统计学规律，我们把放射性物质衰变一半所需的时间称之为半衰期。　　　　半衰期是一个统计学概念，对大量放射性原子来说才有意义，对于单个原子是没有意义的，单个放射性原子我们可以用平均寿命来描述，两者的关系为：　　平均寿命 = 半衰期 / ln2 ；　　　　比如碳14会自发地衰变为氮-14，半衰期为5730年，也就是对于10克的碳-14来说，在5730年后，只剩下5克的碳-14，再过5730年，就剩下2.5克的碳-14，利用这个性质，我们可以通过碳-14的检测，来测定矿物、死亡生物的大致年代。　　铁的同位素　　在核物理中，我们知道核聚变的终点是铁，核裂变的终点也是铁，铁原子核是所有元素中最稳定的，平均核子质量也最低，在大质量恒星中，元素聚变到铁就意味着恒星步入死亡。　　　　铁有四种稳定同位素，分别是Fe-54、Fe-56、Fe-57和Fe-58，四种同位素在自然界中丰度分别为5.8%、91.72%、2.1%、和0.28%，另外还有两种放射性同位素Fe-55和Fe-59，半衰期分别是2.7年和44.5天。　　其中铁-59还常作为示踪剂，能让医疗人员追踪人体代谢的情况，对某些疾病的治疗和药物追踪有着重要意义。　　质子衰变　　在不考虑质子衰变的情况下，我们可以认为铁的稳定同位素半衰期无限长，但是量子力学的预言，质子也是会发生衰变的，根据日本神冈核子衰变实验的结果，质子的半衰期至少为10^35年，远远超过了我们宇宙的年龄。　　　　目前质子衰变还是物理学中的一大谜团，假如质子真的存在衰变，根据热寂学说，宇宙在经过很长很长时间后，所有轻元素会聚变为铁，重元素会裂变为铁，然后铁原子中的质子再发生衰变，衰变后分解为各种轻子，宇宙也将彻底步入热寂时代。

铁有四种稳定同位素Fe-54、Fe-56、Fe-57和Fe-58，不考虑质子衰变的话，可以认为半衰期无限长；另外还有两种放射性同位素Fe-55和Fe-59，半衰期分别是2.7年和44.5天。　　半衰期　　放射性元素在内部由于量子效应，会随机地发生衰变（转变为其他原子），大量原子聚集在一起衰变就符合统计学规律，我们把放射性物质衰变一半所需的时间称之为半衰期。　　　　半衰期是一个统计学概念，对大量放射性原子来说才有意义，对于单个原子是没有意义的，单个放射性原子我们可以用平均寿命来描述，两者的关系为：　　平均寿命 = 半衰期 / ln2 ；　　　　比如碳14会自发地衰变为氮-14，半衰期为5730年，也就是对于10克的碳-14来说，在5730年后，只剩下5克的碳-14，再过5730年，就剩下2.5克的碳-14，利用这个性质，我们可以通过碳-14的检测，来测定矿物、死亡生物的大致年代。　　铁的同位素　　在核物理中，我们知道核聚变的终点是铁，核裂变的终点也是铁，铁原子核是所有元素中最稳定的，平均核子质量也最低，在大质量恒星中，元素聚变到铁就意味着恒星步入死亡。　　　　铁有四种稳定同位素，分别是Fe-54、Fe-56、Fe-57和Fe-58，四种同位素在自然界中丰度分别为5.8%、91.72%、2.1%、和0.28%，另外还有两种放射性同位素Fe-55和Fe-59，半衰期分别是2.7年和44.5天。　　其中铁-59还常作为示踪剂，能让医疗人员追踪人体代谢的情况，对某些疾病的治疗和药物追踪有着重要意义。　　质子衰变　　在不考虑质子衰变的情况下，我们可以认为铁的稳定同位素半衰期无限长，但是量子力学的预言，质子也是会发生衰变的，根据日本神冈核子衰变实验的结果，质子的半衰期至少为10^35年，远远超过了我们宇宙的年龄。　　　　目前质子衰变还是物理学中的一大谜团，假如质子真的存在衰变，根据热寂学说，宇宙在经过很长很长时间后，所有轻元素会聚变为铁，重元素会裂变为铁，然后铁原子中的质子再发生衰变，衰变后分解为各种轻子，宇宙也将彻底步入热寂时代。

α衰变是一种放射性衰变。在此过程中，一个原子核释放一个α粒子（由两个中子和两个质子形成的氦原子核），并且转变成一个质量数减少4，核电荷数减少2的新原子核。 β衰变是原子核自发地放射出β粒子或俘获一个轨道电子而发生的转变。放出电子的衰变过程称为β-衰变；放出正电子的衰变过程称为β+衰变; 所以经过2次α衰变，质子少4，中子少4；6次β-衰变后，质子加6，中子不变，6次β+衰变后，质子减6，中子不变。 麻烦采纳，谢谢!

提到太阳系的大家伙，木星可谓是除了太阳之外最大的星球，但和太阳不同的是，木星是行星，自身没有发生核聚变，所以不会发光。也正是因为如此，它的寿命可以无限长。 但由于木星位于太阳系内，太阳的一举一动对木星的影响非常大，如果有一天太阳走到生命终点，势必也会导致木星走向寿命终点。 因此看木星的寿命有多久，只要看太阳的寿命就可以了。 太阳的寿命 在宇宙中，有一个黑话叫做“质量为王”，这是说，质量不仅关乎着该星球是行星还是恒星，还关乎着恒星的寿命有多长。 太阳之所以会发光，是因为自身体重非常大，相应的引力也非常大。而引力越大，其内部的温度就越高，可以达到1500多万度，200多万个标准大气压。想象一下，如果不考虑温度，人类在200多万个标准大气压下，根本无法站立起来，骨骼和肌肉都会被压强压碎。 在如此高温高压环境下，太阳内的物质无法以我们常见到的固态、液态、气态的形式存在，而是以等离子体的方式存在。 在等离子态下，电子由于获得了足够的能量，因此可以脱离原子核的束缚，成为自由电子。也就是说， 太阳内部并不是由物质构成的，而更像一锅粒子粥。 我们知道，原子核是由质子和中子组成，其中中子不带电，而质子带正电，所以原子核带有正电。同种电荷相互排斥，一般情况下，两个原子核之间不会发生融合，也就是说不会发生核聚变反应，这是因为需要克服静电斥力至少需要1亿度高温。 我们知道，太阳内部温度只有1500万度，距离1亿度还有很远的距离，那为什么太阳还能发生核聚变反应了呢？ 其实是因为， 在量子隧穿效应下，即使是小概率才发生的时间，也有一定的几率发生， 只不过发生的概率非常小，1对粒子大约需要1亿年才会发生一次。 然而我们知道，原子核非常非常小，而太阳又足够大，因此即使是小概率事件，也会必然发生，于是太阳就引燃了自身核聚变反应。不过由于太阳温度不够高，所以太阳的核聚变反应非常温和，没有一下子全炸了。 正是因为太阳的核聚变反应比较温和，所以太阳的寿命非常长，大约是100亿年左右，而太阳已经度过了45亿多年，从目前来看，太阳还有50多亿年的寿命。 木星寿命 再过50亿年后，太阳就会走到生命终点，变成一颗红巨星，而地球将会在太阳的大气层中，炙热的温度会让地球融化，水汽蒸发，生物从此灭绝。此时的木星虽然没有直接在太阳的大气层中，但距离太阳的距离非常近，以至于温度急剧升高。 再过一段时间之后，太阳的引力将无法束缚住太阳的大气层，以至于太阳大气层会脱落，重新形成星云物质，此时的地球、木星也很难幸免。 太阳外层脱落之后，内核会形成一颗白矮星，之后慢慢凉透，这就是太阳最后的下场。而如果木星或者地球能够在太阳外层脱落之前，就已经脱离了太阳的引力束缚，或许会称为一颗流浪星球，但它们更可能的结局是在太阳成为红巨星之时就已经被烤化。 总结 其实行星的寿命非常长，但是恒星的寿命有限。其中寿命最长的恒星属于褐矮星，它们刚刚迈入恒星的门槛，核聚变非常非常温和，以至于它们能持续燃烧很长时间。据研究发现，褐矮星的寿命可能长达上百亿年，而如今宇宙寿命只有136亿年，所以至今为止没有一颗褐矮星走到了生命终点。 寿命最短的属于蓝巨星，由于蓝巨星体型巨大，所以引力较大，内核温度也更高，以至于核聚变反应非常强烈，所以用不了多久就烧没了。 这些恒星中（除褐矮星外，因为至今科学家还不知道褐矮星的结局），如果自身所在的星系内有其他行星，那么这些行星也将会成为它们的殉葬者，和它们一起步入生命的终点。 木星寿命有多久，会如何死亡？ 50亿年后，太阳的体积将会急剧膨胀，水星、金星以及地球都会被太阳吞噬，但因为距离太阳很远，所以木星可以安然度过这次危机。 所谓的“太阳的寿命还有50亿年”，指的是太阳的主序星阶段，其实太阳并没有真正的消亡。在经过红巨星阶段后，太阳会演化成白矮星，木星以及太阳系中的大部分天体，依然会在太阳的引力束缚之下。 太阳在转化成白矮星的过程中会损失一部分质量，这会在太阳系内造成短暂的混乱，木星的运行轨道也发生明显的改变。由于角速度的存在，木星几乎不可能坠入太阳，所以对于木星来讲，只是换了个轨道继续围绕太阳公转。 看上去，木星这类气态行星是没有损失自己质量的渠道的，我们似乎可以说木星的寿命是无尽的，但事实却并非如此，随着宇宙的演化，木星也有消亡的那一天。 根据“宇宙热寂理论”，宇宙一直处于一个从有序到无序的“熵增”状态，当宇宙的熵达到了最大值，宇宙中所有的能量就都转化成了热能，这时所有的物质都会处于一个“热平衡”的状态，直到永远。 该理论认为，在100万亿年以后，宇宙中就将不再产生新的恒星，在接下来的时间里，之前产生的恒星会一一熄灭，宇宙会变成一片黑暗。不过这对木星并没有影响，不出意外的话，这时的木星依然存在，它还是会围绕着早已演变成“黑矮星”的太阳公转。 对木星真正“致命”的是“质子衰变”，“宇宙热寂理论”认为，质子会衰变成伽马射线和轻子，其半衰期为（1 x 10^36）年，也就是说在1万亿亿亿亿年以后，宇宙中有一半的质子将会消失，而在1亿亿亿亿亿年之后，宇宙所有的质子都将不会存在。 很明显，届时的木星也会灰飞烟灭，宇宙中将只剩下黑洞和轻子，因此， 根据“宇宙热寂理论”，木星的寿命为1亿亿亿亿亿年。 然而另一种理论却并不这样乐观，“宇宙大撕裂理论”认为，在暗能量驱使下，宇宙一直处于一个加速膨胀的过程，而且这样的情形不止表现在宏观世界，在微观世界里，暗能量的作用依然存在。 根据观测数据，宇宙中任意两个点都在加速远离，虽然现在看起来这样的速度很小很小（宇宙中两个相距1米的点，其互相远离的速度约为 2.3 x 10^-18 米），但是在很久之后，这种情况就会变得非常可怕。 更关键的是，这样的远离一直处于加速的状态，这就意味着，终有一天宇宙中所有的物质都会被暗能量撕得粉碎！根据相关计算，在大约167亿年之后，宇宙中所有的行星都会被暗能量撕裂。 也就是说， 根据“宇宙大撕裂理论”，木星的寿命最多只有167亿年。 需要指出的是，以上所述是木星的“自然寿命”，事实上，在亿万年的时间里，木星的寿命很可能会因为某个意外而改变。比如说与其他天体碰撞、被恒星、中子星以及黑洞吞噬，又或者木星吸收了足够的物质，自己变成了恒星。 46亿年前某一时刻，在一团坍缩的氢分子云内部有一颗年轻的恒星诞生了。这就是太阳。 当太阳的第一缕光芒横穿这片原始星云时，一颗硕大的气态行星赫然呈现在太阳面前。这颗巨大的气态行星就是木星。木星是太阳系中最早出现的行星。它是和太阳同时出现在太阳系的。因此木星至今也已经有46亿岁了。太阳和木星诞生几百万年后，地球和其它几颗行星才相继形成。 图示：太阳的诞生之初 木星的寿命有多久呢？木星在成长的道路上面临着多种选择，或许决定了它能够活多久？木星的命运有多种选择？是哪几种选择呢？一起来了解一下。 命运一，木星成为恒星 科学家发现，宇宙中的很多恒星都是成双成对出现的。它们身边都有一个小伙伴，也就是伴星。说白了在一个恒星系中有会两颗恒星相互围绕着旋转。例如距离太阳8.6光年的天狼星就是一颗双星系统。我们看到的天狼星叫做天狼星A。天狼星A有一个相互绕转的小伙伴天狼星B。有的恒星甚至是三合星系统。例如距离太阳4.37光年的南门二还有两颗伴星，其中的一颗就是大名鼎鼎的比邻星。那里是一个三颗恒星相互绕转的“三体世界”。 图示：天狼星A和天狼星B 在太阳系中，太阳却是茕茕孑立形影相吊。有人觉得木星就是太阳的“小伙伴”。木星的是一颗气态巨行星。它的组成成分和太阳非常的相似。但木星却不是恒星。这是什么原因呢？我想这可能是形成太阳系那片原始的星云质量有点小了。星云的大部分质量都集中在中心的太阳上面了。没有足够的材料再造就一颗恒星了。如果当初星云的质量再大一些，木星能够吸收到足够多物质再增加70倍，它是不是就有机会变成一颗小质量的恒星（红矮星）呢？那么太阳系不就变也成了一个和天狼星那样的双恒星系统了吗？ 图示：木星和太阳 如果木星成为了一颗红矮星， 那么它可以在宇宙中燃烧几千亿年甚至上万亿年的时间 。而作为黄矮星的太阳，它的寿命却只有100~110亿年的时间。那样的话木星将会是宇宙中最后熄灭的恒星。 命运二，木星差点夭折 我们发现太阳系的布局很有意思。在太阳系的内侧先是四颗质量都相对不大的岩石行星，接下来是太阳系的“乱石岗”小行星带，再向外是四颗质量非常大的气态巨行星。 太阳系形成的时候为什么不直接将四颗岩石行星合并成一个超级地球，或者直接一颗硕大无比的气态巨行星呢？太阳系布局为什么会这样呢？为什么不简单粗暴一些呢？近年来科学家提出了一个假说，解释了这个问题。这就是“木星大迁徙”的假说。 图示：木星大迁徙 太阳系之所以是这样的布局，其塑造者就是木星。木星在诞生之初就开了一段冒险历程，它以螺旋方式不断的靠近太阳。木星靠近太阳之旅是一次“死亡之旅”。如果不出意外，它将会坠入太阳，成为太阳的一部分。木星还没有长大就夭折了。 这样木星作为一个独立天体的寿命也就是几千万到一亿年吧 。 幸好木星的好邻居土星及时的出现，将木星拉回到了原来的轨道上。木星的死亡螺旋停止了。 图示：土星和木星 命运三，木星现在的选择 木星没有成为一颗长寿的红矮星，也没有在年轻的时候夭折。它现在是太阳系中最大的行星。那么它的寿命会有多久呢？ 木星作为围绕着太阳旋转的行星，它的未来是和太阳息息相关的。太阳的寿命科学家已经基本上确定了的。大约再过50多亿年，太阳将会进入老年期。它将变成一颗红巨星——体积极度膨胀的红色巨兽。太阳的表面将会膨胀到地球轨道附近。水星和金星将会被太阳吞没。它哥俩算是寿终正寝了。地球可能会逃过一劫。而此时的木星呢？它还远离太阳至少6亿公里。因此木星不会被太阳吞掉。 图示：红巨星太阳 太阳是一颗质量不大的黄矮星。因此太阳只能变成一颗逐渐失去光芒的白矮星，而不会发生超新星爆炸或者是黑洞摧毁周围一切行星。木星会目睹太阳的死亡而平安无事。木星会继续围绕着太阳的“残骸”白矮星旋转，一直转到白矮星变成了黑矮星，一直到宇宙消失的那一天。除非这期间木星被大规模的超新星爆炸或者是黑洞摧毁。 图示：变成白矮星的太阳 虽然有人说质子的衰变可以让木星发生崩溃。但是目前科学家认为质子的寿命大于10^35年。这么长的时间和永恒又有什么区别呢？ 木星的寿命有多久？朋友们有什么独特的见解呢？一起讨论下吧！ 更多精彩科学话题，欢迎关注兔斯基聊科学。

一 α粒子带正电荷，由两粒带正电荷的质子和两粒中性的中子组成，相等于一个氦原子核。由于带正电荷，它会受电磁场影响。在自然界内大部份的重元素(原子序数为82或以上)都会在衰变时释放它，例如铀和镭。由于α粒子的体积比较大，又带两个正电荷，很容易就可以电离其他物质。因此，它的能量亦散失得较快，穿透能力在众多电离辐射中是最弱的，人类的皮肤或一张纸已能隔阻α粒子。 二 质子 一种常见的亚原子粒子，不是基本粒子而是合成粒子，属于费米子，是最早发现的一种重子，是原子核内部的核子之一。 【历史】 〖符号〗 p，H+ 〖发现时间〗 1919年 〖发现者〗 欧内斯特·卢瑟福 【基本性质】 〖质量〗 1.6726231 × 10^-27 千克（938.27231 兆电子伏特） 〖相对质量〗 1.007 〖电荷〗 +1 元电荷（+ 1.60217733 × 10^-19 库仑） 〖组成〗两个上夸克、一个下夸克 质子是1919年卢瑟福任卡文迪许实验室主任时，用α粒子轰击氮原子核后射出的粒子，命名为proton，这个单词是由希腊文中的“第一”演化而来的。欧内斯特·卢瑟福被公认为质子的发现人。1918年他注意到在使用α粒子轰击氮气时他的闪烁探测器纪录到氢核的迹象。卢瑟福认识到这些氢核唯一可能的来源是氮原子，因此氮原子必须含有氢核。他因此建议原子序数为1的氢原子核是一个基本粒子。在此之前尤金·戈尔德斯坦就已经注意到阳极射线是由正离子组成的，但他没有能够分析这些离子的成分。 原子核中所含质子数等于该元素的原子序数。氢原子最常见的同位素的原子核由一个质子构成。其它原子的原子核则由质子和中子在强相互作用下构成。在水中被溶解的氢离子实际上就是质子。质子在化学和生物化学中起非常大的作用。可以在水溶液中提供质子的物质一般被称为酸，可以在水溶液中吸收质子的物质一般被称为碱。 质子静止质量938MeV，是电子的1836倍。带有+1元电荷（约1.60×10^-19 C），量值与电子电荷绝对值相同。质子是稳定粒子，平均寿命大于1032年。高能电子、μ子或中微子轰击质子的散射实验表明质子的电荷和磁矩有一定的空间分布，因此质子不是点粒子，而具有一定的结构。目前认为质子是由所谓夸克的基本粒子构成，由两个+2/3电荷的上夸克和一个-1/3电荷的下夸克通过胶子在强相互作用下构成。 质子与质子间，除了有电磁相互作用之外，还有强得多的强相互作用。这种强相互作用与质子中子间以及中子中子间的强相互作用完全相同，是构成结合为原子核的核力。核力与电荷的无关性说明质子与中子可以看成是同一种粒子的两种不同电荷状态，这一性质导致用同位旋概念来描述：质子和中子是同位旋I相同、同位旋第三分量I3不同的两种状态，原子核的同位旋可由质子和中子的同位旋“合成”得到。 质子是核物理和粒子物理实验研究中用以产生反应的很重要的轰击粒子，在核物理中质子常被用来在粒子加速器中加速到近光速后用来与其它粒子碰撞，这样的试验为研究原子核结构提供了极其重要的数据。慢速的质子也可能被原子核吸收用来制造人造同位素或人造元素。核磁共振技术使用质子的自旋来测试分子的结构。质子也是宇宙射线中的主要成分。 三 氚核是氢原子荷中多了一个中子，原子对外显正电房主，你看我也不容易啊。就选我把。

质子——卢瑟福

　　质子在原子核内可以转变为中子，但自由质子是稳定的，寿命无限长。这个传统观念现已受到挑战。　　1974年乔治（Georgi）和格拉肖（Glashow）提出了把强、弱、电三种相互作用统一在一起的SU（5）大统一理论。按照这种理论，质子是不稳定的，它估算出质子的寿命约为1028～2.5×1031年。大统一理论还作出种种诱人的预言：它可以自动得出电荷量子化，即所有电荷应是e/3的整数倍的结论；它还可以说明宇宙中反物质比物质少的原因，这对探索宇宙起源提供了线索……科学家们的想象力甚至走得更远，他们推测，一旦证实质子真的会衰变，大约1035年以后，宇宙将成为稀薄的电子正电子等离子体。当然，这对于人生不过200年的当代人，毕竟是太遥远了。 于是测定质子的寿命成为大统一理论能否安身立命的试金石。由于质子寿命很长，估计为1031年左右，这就是说一年期间在1031个质子中才会有一个质子蜕变。为了消除宇宙射线的干扰，整个实验要在地底深处进行。1983年前后，美国、印度、日本等国的粒子物理学家做了一些探测质子衰变的实验。他们不惜巨资，一头钻进不见天日的地下矿井，耐心细致地测量。其中最有说服力的实验是美国IBM公司的一个协作组在俄亥俄（Ohio）州克里弗兰（Cleveland）市以东600多米的一个盐矿中进行的。探测装置的中部是17×18×23m3的纯水，矩形体的六面布置了2048只光电倍增管，每只直径为12.5cm，想以此来探测正电子和两个高能光子通过纯水时产生的契仑柯夫辐射。经过204天的连续观察，未测到一个质子衰变事例。据此推算，质子的寿命一定大于1.7×1032年，从而否定了SU（5）理论。但另一个由印度和日本科学家组成的实验小组，在地下3000米的柯拉金矿的废矿井中，进行的实验却传出佳音。经过两年观察共发现6个质子衰变的事例，其中3个认为是比较可靠的，据此推算，质子的平均寿命约为7×1030年，与大统一理论相符。但这一实验结果比较粗糙，没有得到公认。质子是否衰变，尚在探索之中，一时难以定论.

一个质子所带的电荷量等于一个电子所带的电荷量，电性相方1.60218×10^-19库伦 3

　　强子提供强相互作用的介子　　质子、中子里有些什么质子、中子里有些什么　　对强子结构和标准模型研究的一再成功已表明夸克和色场是强子世界的最基本组成部分．尽管如此，强子物理还存在一些悬而未决的困难，如夸克幽禁、质子自旋危机、质子衰变等．　　一、质子、中子不是点状粒子　　对于物质结构的探索是科学的重要任务，自从有人类出现，这种探索从来没有停止过．在19　　世纪，人们逐渐弄清楚物质是由分子原子构成的．1932年查德威克发现了中子，人们认识到原子核应由质子和中子构成．人们对物质结构的研究就如剥笋一样层层盘剥下去，每一个层次的发现，都是对物质结构认识的深化．在原子核层次下面，质子和中子是否还有其内部结构呢？　　质子和中子不是点粒子，它们都具有内部结构．在30年代，理论物理学家认为作为核子的质子和中子是基本粒子，应该象点粒子，根据狄拉克的相对论性波动方程，质子的磁矩是一个单位核磁子，中子由于不带电，因而磁矩是零．但出乎意料的是，实验家斯特恩测得的质子磁矩却为5.6个单位核磁子，中子磁矩也不是零，而是-3.82个单位核磁子，与点粒子理论相悖．这些都清楚地说明质子、中子并不是我们想象的那样简单，它们可能是具有内　　部结构的．60年代，霍夫斯塔特等人用高能电子轰击核子，证明核子电荷呈弥散分布，核子的确具有内部结构[1]．既然核子并不是点粒子，那么其内部的物质是怎样分布的呢？也许有三种情形：或者核子内有一个硬核，核子象一枚桃子；或有许多颗粒，象石榴一样有许多子；或没有颗粒，疏松如棉絮状．具体属哪一种情形，要靠深度非弹性散射实验来作进一步决定．　　深度非弹性散射实验指用极高能电子去撞击质子或中子，使后者激发到一个个分立的能级即共振态，甚至达到使π介子离化出来的连续激发态．非弹性散射实验会改变质子、中子的静止质量．实验表明，质子、中子内部有一个个点状的准自由的粒子，它们携带有一定动量和角动量．那么质子、中子内的这些点状粒子是什么呢？具有些什么性质？　　二、夸克模型　　1964年，美国科学家盖尔曼.提出了关于强子结构的夸克模型．强子是粒子分类系统的一个概念，质子、中子都属于强子这一类．“夸克”一词原指一种德国奶酪或海鸥的叫声．盖尔曼当初提出这个模型时，并不企求能被物理学家承认，因而它就用了这个幽默的词．夸克也是一种费米子，即有自旋1/2．因为质子中子的自旋为1/2，那么三个夸克，如果两个自旋向上，一个自旋向下，就可以组成自旋为1/2的质子、中子．两个正反夸克可以组成自旋为整数的粒子，它们称为介子，如π介子、J/ψ子，后者由丁肇中等人于1974年发现，它实际上是由粲夸克和反粲夸克组成的夸克对．凡是由三个夸克组成的粒子称为重子，重子和介子统称强子，因为它们都参与强相互作用，故有此名．原子核中质子间的电斥力十分强，可是原子核照样能够稳定存在，就是由于强相互作用力（核力）将核子们束缚住的．由夸克模型，夸克是带分数电荷的，每个夸克带+2/3e或-1/3e电荷（e为质子电荷单位）．现代粒子物理学认为，夸克共有6种（味道），分别称为上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、顶夸克、底夸克，它们组成了所有的强子，如一个质子由两个上夸克和一个下夸克组成，一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成，则上夸克带+2/3e电荷，下夸克带-1/3e电荷．上、下夸克的质量略微不同．中子的质量比质子的质量略大一点点，过去认为可能是由于中子、质子的带电量不同造成的，现在看来，这应归于下夸克质量比上夸克质量略大一点点．　　质子和中子的组成：一个质子由两个上夸克和一个下夸克 组成，一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成．　　虽然夸克模型当时取得了许多成功，但也遇到了一些麻烦，如重子的夸克结构理论认为，象Ω-和Δ++这样的重子可以由三个相同夸克组成，且都处于基态，自旋方向相同，这种在同一能级上存在有三个全同粒子的现象是违反泡利不相容原理的．泡利不相容原理说的是两个费米子是不能处于相同的状态中的．夸克的自旋为半整数，是费米子，当然是不能违反泡利原理的．但物理学家自有办法，你不是说三个夸克全同吗？那我给它们来个编号或着上“颜色”（红、黄、蓝），那三个夸克不就不全同了，从而不再违反泡利原理了．的确，在1964年，格林伯格引入了夸克的这一种自由度——“颜色”的概念．当然这里的“颜色”并不　　是视觉感受到的颜色，它是一种新引入的自由度的代名词，与电子带电荷相类似，夸克带颜色荷．这样一来，每味夸克就有三种颜色，夸克的种类一下子由原来的6种扩展到18种，再加上它们的反粒子，那么自然界一共有36种夸克，它们和轻子（如电子、μ子、τ子及其相应的中微子）、规范粒子（如光子、三个传递控制夸克轻子衰变的弱相互作用的中间玻色子、八个传递强（色）相互作用的胶子）一起组成了大千世界．夸克具有颜色自由度的　　理论得到了不少实验的支持，在70年代发展成为强相互作用的重要理论——量子色动力学．　　三、量子色动力学及其特点　　“量子色动力学”这一名称听起来有点可怕，念起来有点拗口，应该这样念：量子/色/动力学．这个理论认为，夸克是带有色荷的，胶子场是夸克间发生相互作用的媒介．这不禁让我们想起电子是带有电荷的，传递电子间相互作用的媒介是电磁场（光子场）．的确，关于电荷的动力学我们早已有了，它叫“量子电动力学”，发展于三四十年代．一般读者对电磁相互作用都有点熟悉，因此就以它为例来理解质子中子内的色相互作用．电磁场的麦克斯韦方程的量子化就是量子电动力学，具体地说，量子电动力学就是研究电子和光子的量子碰撞（即散射）的，自然，量子色动力学是研究夸克和胶子的量子碰撞的．　　胶子是色场的量子，就象光子是电磁场的量子一样．胶子和光子都是质量为0、自旋为1、传递相互作用的媒介粒子，都属于规范粒子．两个电子发生相互作用是靠传递一个虚光子而发生的（虚光子只在相互作用中间过程产生，其能量和动量不成正比，不能独立存在，在产生后瞬时就湮灭．由相对论知道，自由运动的电子不能发射实光子，但可以发射虚光子．给予我们光明和热能的是实光子，它的能量和动量成正比，脱离源后，能独立存在），自然，两个夸克发生相互作用是靠传递一个虚胶子而发生的．虚胶子携带着一个夸克的部分能量和动量，交给另一个夸克，于是两个夸克就以胶子为纽带发生了相互作用．看到这里，我们　　会说，不是重复了一下吗？量子色动力学可以由量子电动力学依葫芦画瓢建立起来，真是太容易了！不过实际上没有这么简单．按群论的语言讲，电磁场是U（1）规范场，是一种阿贝尔规范场，群元可以交换，而胶子场是SU(3)规范场，是一种非阿贝尔规范场，群元不可以交换．一般来说，“非”总比“不非”要麻烦得多．电荷只有一种，而色荷却有三种（红、黄、蓝）；U(1)群的生成元只有一个，就是1，所以光子只有一种，而SU(3)群有八个生成元，一个生成元对应一种胶子，所以胶子共有八种；光子不带电荷，而胶子场由于是非阿贝尔规范场，场方程具有非线性项，体现了胶子的自相互作用，因而胶子也带色荷，夸克发射带色的胶子，自身改变颜色．所以胶子场比电磁场复杂，因而出现了许多不同寻常的现象和性质，其中最重要的恐怕要数“渐近自由”和“夸克幽禁”了．　　“渐近自由”说的是两个夸克之间距离很小时，耦合常数也会变得很小，以致夸克可以看成是近自由的．耦合常数变小是由于真空的反色屏蔽效应引起的．真空中的夸克会使真空极化（即它使真空带上颜色），夸克与周围真空的相互作用导致由真空极化产生的虚胶子和正反虚夸克的极化分布，最终效果使夸克色荷变大，这称为色的反屏蔽效应（对于电荷，刚好相反，由于真空极化导致电荷吸引反号电荷的虚粒子，所以总电荷减少，这称为电的屏蔽效应．与它作比较，色的反屏蔽效应这一术语由此而来）．由于这一效应，在离夸克较小距离上看来，大距离的夸克比它带的色荷多，所以小距离上强作用相对而言变弱了，这就是所谓“渐近自由”．渐近自由是量子色动力学的一项重要成果，它使得高能色动力学可以用微扰理论计算．但是在低能情形或者说大距离情形，由于耦合常数变强及存在幽禁力，计算变得困难．　　量子色动力学可以预言小距离的“渐近自由”，但是对大距离的“夸克幽禁”，量子色动力学就无法预言了，这是量子色动力学的困难．　　“夸克幽禁”说的是夸克无法从质子中逃逸出去．红黄蓝三色夸克组成无色态，强子都是无色的．一旦夸克可以从质子或强子中跑出来，自然界就会存在带色的粒子;带色的粒子引起真空的进一步极化，色荷之间的幽禁势是很大的，整个真空都带上了颜色，能量很高，导致真空爆炸．实际这些都没有发生，暗示自然界不存在游离的夸克，那么我们会问：夸克倒底是一个数学技巧还是一个物理实在？研究这一问题，是对夸克模型的考验．不过，现在因为已有了夸克存在的间接证据，物理学家相信夸克是应该的确存在的．夸克为什么要被幽禁起来，物理学家已提出了几个理论．有人提出口袋模型，如认为质子是一只受真空挤压的口袋，可将夸克束缚住而逃不出来；有人提出了弦理论，认为夸克绑在弦的两端，而这条弦却难以断裂，即使一旦断裂，断裂处生成一对正反夸克，原来的强子碎裂为两个新的强子，从而自由的夸克从来不可能出现；也有人说，既然胶子带色荷，胶子之间也会有色磁吸引力，从而色力线被拉紧呈平行状，就如一个带电电容器两板因为有平行的电力线因而彼此有吸引一样，夸克之间也有类似这种吸引力；格点规范理论的面积定律证明夸克之间有线性禁闭势存在；90年代中期塞伯和威滕用他们发展的四维空间量子场论证明磁单极凝聚也会导致夸克幽禁．关于夸克幽禁的理论有许多，正好说明了我们对强力的了解还不够充分．　　四、核子结构图象与核子衰变　　对介子谱的研究表明，夸克之间除了由于单胶子交换引起的色库仑力外，还有色禁闭力，其势是随距离线性增长的，正如上面所说，虽然不清楚线性禁闭势的来源，但可以认为正是这个势导致了夸克幽禁．但是这一观点也许要受到挑战．因为用相对论性波动方程解介子能谱，发现在无穷远处波函数并不收敛至零，而是一个散射解．这意味着我们应探测到游离的夸克，但实际并不如此．那这些散射解是怎么产生的呢？原来禁闭势在无穷远处十分巨大，以致扰动真空导致正反夸克产生．实际没有测到这些产生的夸克，一个原因可能是大距离时夸克的质量也会变得十分巨大，远远超过了线性势，抑制了真空扰动产生正反夸克的能力．夸克质量会随距离增大而增大，可能可以用真空色电极化（导致真空带上颜色）来解释．真空色电极化使得色荷象滚雪球一样越来越大，夸克能量和质量也相应越来越大，浸在真空中的单一夸克质量巨大，真空没有足够的能量产生这些夸克，也许这最终导致了夸克幽禁．　　对于强子结构，现在对不同的能态用不同的理论模型来描述．基态质子和中子，可以用量子力学的薛定谔方程求解，强子质量主要由夸克承担；对于处于激发态的共振粒子，弦模型比较成功，该模型认为重子和介子的质量和自旋主要由弦（色力线管）提供[10]；对于更高能的强子激发态，由于真空色电极化十分强大，因而强子质量主要就是色电极化质量，夸克的质量和弦的质量十分微小．现在对处于不同能态的质子、中子结构还无法用一个统一的理论来描述．　　上面讨论的是质子中子及其共振态的静态性质，下面谈一下它们的衰变问题．原子核内的质子中子是稳定的，但自由的中子是不稳定的，寿命约为11分钟．中子的质量比质子略大一些，因而可以有足够的能量衰变为质子，并放出一个电子和一个电子型反中微子．在夸克水平上解释这一过程，实际上就是：中子内的一个下夸克（带-1/3e电荷）放出一个传递弱相互作用的中间玻色子W-　　，自身变成上夸克（带+2/3e电荷），W-又衰变为一个电子和一个电子型反中微子．由于质子中子的重子数都为+1，轻子数为0，电子和电子型中微子的重子数为0，轻子数分别为+1和-1，所以这一过程重子数、轻子数都守恒．现在的粒子物理标准模型（量子电动力学、弱电统一理论、量子色动力学）认为重子数是守恒的，质子已是最轻的重子，所以它不能再衰变为其他重子，它是永恒的．由于人们面遇的物质世界主要就是由重子组成的，所以很容易相信质子是永恒的．但是有一种理论却预言这种观念是不对的，质子会衰变成正电子和中性π介子，重子数和轻子数并不绝对守恒．这种理论是大统一理论，它企图把强、弱、电相互作用统一起来，用一个耦合常数来描写．大统一理论包含着标准模型，但比标准模型来得更大，因而有更多的传递相互作用的规范玻色子．虽然这些规范玻色子是一种超弱场的量子，但质子中的下夸克却会释放这种规范玻色子，自身变成正电子，而质子内的一个上夸克吸收这个规范玻色子，变成上夸克的反粒子（反上夸克），这个反上夸克与质子内的另一个上夸克结合成中性π介子．由于引起这种夸克—轻子转化场十分弱，所以质子虽然要衰变，但衰变寿命是很长的，大约为一千万亿亿亿年，而我们的宇宙寿命也只有几百亿年，所以质子平均寿命比宇宙寿命长十万亿亿倍．在你一生当中，你体内的质子只能衰变零点几个，不必担心质子衰变会给我们的生活带来什么不便．质子衰变还只是一个理论预言，实验的证明还没有完全结束．　　前面提到，质子中的点粒子是夸克，实际上它们还包括胶子和不断产生、湮灭的海夸克．过去认为质子自旋为1/2，是由三个夸克提供的，而如今的研究却不能支持这一观点，质子中的三个夸克的总角动量只占质子自旋的15%，而大部分自旋也许由胶子和海夸克承担．这被称为“质子自旋危机”，是个热门课题．　　五、简短总结　　虽然胶子的存在证据也有了，顶夸克存在的证据也在1995年找到了，但是对于强子结构的研究和自由夸克的探索还需走更长远的路．夸克幽禁的根本原因倒底是线性禁闭势的存在还是色电极化所致，夸克幽禁是暂时的还是永久的，值得继续研究．如果夸克是永久性禁闭的，强子永远是无色的，正应了一句话：“色即空，空即色．”孰是孰非，有待高能物理及其理论的继续发展．