原子、質子、中子、電子等微觀粒子有壽命嗎？

微觀粒子的壽命到了，我們一半都會稱為衰變，所謂的壽命長短其實是用粒子的半衰期的界定的。在原子，質子，中子，電子中，真正意義上，我們發現可以發生衰變的，其實只有原子和中子。質子的半衰期有假說，但還沒有被驗證，電子則認為是和宇宙同齡的存在。

我們來具體說一說：原子和中子的衰變原子的衰變，實際上和原子核是有關的，說白了就是原子核的衰變。這種衰變本質上其實分兩種，一種和強相互作用有關，被我們叫做α衰變，另外一種和弱相互作用有關，被我們叫做β衰變，他們都會伴隨著強烈的放射性。我們先從α衰變說起，我們都知道原子和由原子核和電子構成的，而原子核內有質子和中子。但是很多元素的原子中的原子核都不太穩定，這個時候就會發出一個氦核，這個氦核是由2個質子和兩個中子構成的，也被我們叫做α粒子。常見的就是鈾-238通過α衰變，衰變成釷-234。那為什麼會發生α衰變呢？這就要說到強相互作用了，我們要知道的是其實中子和質子是由夸克構成的。把夸克束縛在質子和中子內的就是強相互作用，依靠著膠子來實現傳遞。就有點像用繩子把小球綁在了一起，這裡的膠子就類似於繩子，夸克就類似於小球。

這其實是兩種強相互作用中的一種，另一種強相互作用是靠介子來實現的。介子會把質子和中子束縛在原子核內，因此，強力的尺度是在10^-15m的尺度內。但是質子和中子少的時候還好，如果質子和中子數量特別多，那這個原子核就會不太穩定，就有一定的概率沒辦法介子束縛住質子和中子，於是就會發生α衰變。除了這種方式，還有一種β衰變，這種和弱相互作用有關。這種衰變主要發生在中子上，也就是在弱相互作用下，中子發生衰變，生成質子、電子、中微子的過程。所以，β衰變也會使得原子序數發生改變。在粒子物理標準模型中，傳遞弱相互作用的是Z玻色子和W玻色子，發生β衰變的概率其實很低，這是因為在原子核內，中子特別穩定。比如：碳14原子發生衰變。而自由的不在原子核內的中子很容易發生衰變，大概也就是 15分鐘。

所以，我們來總結一下，原子的衰變本質上是原子核衰變，這會改變原子序數。原子核的衰變分兩種，一種是α衰變，釋放出一個氦核；一種是β衰變，釋放出一個電子。而在中子的衰變實際上就是β衰變，在原子核內中子一般比較穩定不容易發生衰變，而自由的中子就不太穩定，15分鐘就會發生衰變。而不同的原子其實是具有不同的半衰期的。質子會發衰變麼？質子實際上會衰變，不過這裡指的是自由的質子，而不是在原子核內的質子。自由的質子會發生β+衰變反應，生成中子、正電子、電子中微子。至於原子核內的質子至今也沒有發現過發生衰變的跡象。有些科學家把微觀粒子進行了區別，有重子，輕子，玻色子等。他們認為質子的重子數應該是守恆的，所以質子應該不會衰變成其他的粒子，因為質子已經是最輕的重子。我們要知道的是，衰變實際上是遵循能量最低原理的，意思是說，能量有從高往低的趨勢，就像水從高處往低處流一個道理。

根據相對論，我們知道質量和能量是一回事，是一個東西的兩個參量。因此，質量對應能量，能量對應質量，可以用E=mc^2進行計算得到。質子是質量最輕的重子，這說明它就是能量最低的重子，所以如果重子數守恆，質子理論上是沒辦法往下衰變成其他重子。也有一些科學家提出了一個假說，他們認為質子有可能會衰變成更輕的次原子粒子。比如：質子發生衰變生成中性π介子和正電子。可惜，這並沒有獲得任何的實驗觀測的證據。因此，對於質子的衰變，我們現在還無法下定論。電子的衰變至於電子的衰變，實際上，電子是基本粒子，是輕子。理論上，它是不可以再切分，並且不可能衰變的。也就是說，電子沒有半衰期，即使有，那它的半衰期也應該和宇宙的年齡差不多。