Perché un protone può decadere?

Il protone è una particella estremamente stabile, ed infatti un protone cosiddetto "libero" è considerato eterno: in poche parole il tempo che impiega a decadere è superiore a quello dell'età dell'Universo. Quindi un protone fuori dal nucleo di fatto non decade. Se invece si parla di protoni dentro al nucleo, i cosiddetti protoni "legati", sotto determinate condizioni può avvenire un fenomeno che si chiama decadimento beta positivo, che è un processo di decadimento nucleare in cui (semplificando molto) un protone viene convertito in un neutrone più un positrone più un neutrino elettronico. Questo processo difatto modifica la natura stessa delľatomo in quanto il suo numero atomico Z passa da Z a (Z-1): per semplificare lo si può immaginare come se un protone alľinterno del nucleo si trasformasse in un neutrone e nel farlo espellesse un positrone ed un neutrino elettronico. Di fatto però il decadimento beta positivo è un decadimento del nucleo, e non strettamente del protone.

Il portone è una particella stabile e di fatto non decade. Il decadimento può avvenire in seguito alla rottura spontanea della simmetria che nel modello standard non si nota.

Ottima osservazione. Il decadimento dei protoni è un fenomeno puramente teorico non ancora osservato, ciò a cui fai riferimento riguarda la fisica delle particelle, tuttavia alcuni modelli GUT, tra cui quello di Georgi-Glashow, ipotizzano che anche il protone possa morire o, per essere più precisi, decadere. Ciò avviene nei nuclei atomici ad alta energia quindi avviene solo se il numero di protoni o neutroni o di entrambi supera un certo limite o se sono sottoposti a forze estreme, quando ciò avviene il protone decade -ipoteticamente- in un leptone. Tuttavia tale procedimento è puramente teorico e raro da osservare e ancor più da osservare sperimentalmente.

Possiamo dire che durante la fusione per motivi inerenti alla conservazione dell'energia se due protoni si legano e si avvicinano abbastanza vicini d a interagire tra loro un quark up con carica elettrica +2/3 si trasforma in un quark down con carica elettrica - 1/3 trasformando quindi il protone in neutrone

In base ai miei studi universitari sul tema della Meccanica Quantistica con il Prof. Aldo Domenicano all'Università degli Studi di L'Aquila nell'A.A. 2007-2008, sinceramente non ho mai sentito parlare di decadimento di un protone all'interno dell'atomo: il decadimento protonico è un fenomeno di decadimento della particella protone carica positivamente che non è ancora stato osservato, è previsto soltanto da alcuni modelli teorici della teoria della grande unificazione che sono argomento di dibattito tra i fisici teorici e l'unica particella che può decadere a livello radiativo dai livelli più alti ai livelli più bassi della scala delle energie (deltaE) è l'elettrone di un isotopo radioattivo instabile, emettendo raggi X attraverso il meccanismo della cattura K mediante cattura di un elettrone dal guscio K (livello 1s2), il quale passa nel nucleo interagisce con un protone e forma un elettrone e, per effetto di questo spostamento, il Ferro passa dal numero atomico Z 26 al numero atomico 25, mentre il numero di neutroni resta lo stesso, per cui da un isotopo instabile del Ferro 55 si passa ad un isotopo stabile del Manganese, però questo isotopo ha un buco, una "vacanza" sul guscio K per cui un elettrone deve scendere dal guscio L (2s2 2p6) emettendo così la banda K alfa, oppure un elettrone scende dal livello M (3s2 3p6 3d10) al livello K ed in questo caso si ha l'emissione della banda K beta. All'atto pratico l'emissione dei raggi X si ha l'emissione della K alfa e della K beta senza la parte continua.

Il protone viene considerato stabile nel modello standard delle particelle elementari (MS), ma questo presenta alcuni problemi come quello della gerarchia o il problema della massa del neutrino (nulla nel MS ma sperimentalmente diversa da 0) per questo nel corso degli anni sono state proposte varie teorie che ampliano il MS, chiamate teorie di Grande Unificazione perchè cercano di riunire almeno le 3 forze fondamentali, forza forte, forza debole, forza elettromagnetica in un unico gruppo. In queste teorie il protone non è più stabile ma può decadere attraverso altre particelle chiamate bosone X e bosone Y. Le vie principali di decadimento ipotizzate sono p->e^{+}+M_0 p->μ+ +M_0 p->ν̄+M+ dove p indica il protone, e^{+} il positrone, M_0 un qualsiasi mesone neutro, M+ un mesone positivo, (tipo pioni o kaoni, ro, omega), μ+ l'antimuone, ν̄ l'antineutrino. Queste sono tutti decadimenti teorizzati ma mai osservati sperimentalmente, per adesso si stima che la vita media media del protone sia superiore a 10^{35} anni. I principali modelli teorici che prevedono il decadimento del protone sono le GUT basate sul gruppo di gauge SU(5) di Georgi Glashow e quelle basate su E8.

Secondo le conoscenze del modello standard delle particelle e secondo l’esperienza negli acceleratori il protocollo ne NON può decadere. Se il protone decadesse andrebbe riscritta molta fisica delle particelle

Il decadimento del protone, non è ancora stato osservato. E' previsto da alcuni modelli teorici della teoria della grande unificazione, ma non esiste evidenza sperimentale

Il decadimento, quello inteso in senso stretto ed osservato sperimentalmente è quello radioattivo, per instabilità del nucleo; il decadimento del protone è stato ipotizzato solo teoricamente e prevederebbe la scissione in sub particelle dette quark..

Il protone è una particella molto stabile e non può decadere. Attualmente, infatti non abbiamo evidenze sperimentali che indichino che i protoni possano decadere. Tuttavia, alcune teorie fisiche al di là del Modello Standard della fisica delle particelle suggeriscono la possibilità che il protone possa decadere. Ma come detto nessuna di queste teorie è supportata da prove sperimentali e per tanto si conclude che il protone non decade. Infatti gli esperimenti condotti finora hanno posto limiti estremamente rigorosi sulla vita media dei protoni, che si estendono a tempi molto lunghi, molti ordini di grandezza più lunghi dell'età dell'universo. Pertanto, il protone è considerato stabile secondo tutte le evidenze sperimentali attuali.

I protoni possono decadere in particelle più leggere attraverso processi come la decadimento beta, che coinvolge la trasformazione di un protone in un neutrone, un positrone e un neutrino elettronico. Questo processo è mediato dalla forza nucleare debole. Tuttavia, nei nuclei atomici stabili, i protoni non decadono spontaneamente perché sono intrappolati all'interno del nucleo atomico e stabiliti da forze nucleari più forti.

In linea teorica dovrebbe poter decadere, ma non è mai stato osservata questa cosa

I protoni sono considerati stabili secondo le attuali conoscenze scientifiche. Nonostante alcuni modelli teorici avanzati suggeriscano la possibilità di processi ipotetici come il decadimento del protone, finora non ci sono state evidenze sperimentali o osservazioni dirette che confermino tale fenomeno. Tuttavia, la ricerca in questo campo è ancora attiva, e gli scienziati continuano a esplorare e testare nuove teorie e ipotesi sulla stabilità dei protoni e delle particelle subatomiche in generale.