質子和中子可以互相轉換嗎?

科學探索菌


當然可以,質子是由2個上夸克和1個下夸克組成的,中子是由1個下夸克和2個上夸克組成的,因此質子和中子之間的互相轉換,實際上就是上夸克和下夸克之間的互相轉換。

由於中子的質量比質子大一點,所以中子會自發地轉化成質子,即一箇中子衰變成一個質子、一個電子和一個反中微子,費曼圖如下。這個過程稱為負Beta衰變。一個自由中子的半衰期大概為10分鐘,指的就是這個衰變的壽命。但是在原子核裡,由於眾多夸克之間的量子色動力學效應,會存在穩定的束縛中子。

同樣是因為中子的質量比質子大一點,一個質子轉化成一箇中子時,需要從外界吸收能量,即一個質子吸收能量後轉換為一箇中子、一個正電子和一箇中微子,費曼圖如下。這個過程稱為正Beta衰變。當然也可以發生一個質子加一個電子和一個反中微子合成一箇中子的情況,稱為電子捕獲。


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