Er protonen radioaktiv? – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Videresend til en ven Resize Print Bookmark and Share

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Fysik > Er protonen radioaktiv?

05. august 2016

Er protonen radioaktiv?

Hej Spørg om Fysik
I Samvirke, August 1980, havde Ove Nathan en artikel, hvor han gjorde rede for, at kvark-fysikken havde givet grund til at tro, at protonen måske ikke er stabil, men havde en halveringstid på ca. 1030 år, og han omtalte, at et forsøg i en vandtank i en nedlagt mine var under forberedelse. 

I 1981 var der en matematikopgave til studentereksamen, der byggede på denne artikel. Mig bekendt er det aldrig lykkedes at påvise protoners henfald. Er det korrekt? Er der stadig fornuftige fysikere, der tror, at det måske lykkes på et senere tidspunkt, eller er teorien helt forladt? 

Hvis teorien ikke er helt forladt, ville jeg gerne vide:

  • Hvad skulle den henfalde til? 
  • Er der forsøg igang eller planlagt forsøg, der skulle påvise dette?
  • Ville henfaldssandsynligheden være uafhængig af den stærke vekselvirkning til neutroner og andre protoner? Altså ville protoner i Hydrogen og andre kerner have samme halveringstid ifølge denne teori?

Med venlig hilsen
J S-N

Det er fantastisk interessant om protonen er helt stabil eller ej. Fra underjordiske eksperimenter med tusinder af tons af meget rent vand ved vi, at dens levetid er større end 1032-1033 år, dvs. mindst ti trillioner gange længere end universets foreløbige levetid.

Protonhenfald, en mulighed

Dette gælder hvis protonen henfalder til en neutral pion og en positron, hvilket er forudsagt i de mest simple teorier, som prøver at forene alle naturkræfter til een kraft. Imidlertid er der supersymmetriske teorier (google "supersymmetry”) som forudsiger, at protonen vil henfalde til en kaon i stedet for en pion. 

Men her kan SuperKamiokande eksperimentet sætte næsten ligeså strenge grænser for protonens levetid (se https://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevD.90.072005). 

Der er fremtidige underjordiske eksperimenter på vej i USA, som vil samtidigt
prøve at forstå neutrinoer og udvide grænserne for protonens levetid. 

Bedste hilsner
Peter Hansen