Är protonen stabil?
Protonen och neutronen bildar kärnan i atomer. Frågan som brytt många forskare är om protonen är stabil eller kan sönderfalla.
Radio Unga Forskare Stockholm - Vetenskap - Sveriges första podcast!
Du lyssnar på: Är protonen stabil?
Notering: vi håller på att bygga upp funktionen. Så allt är ännu inte klart. Bättre navigation och transkription är på väg.
Vi lade ut våra första episoder 1997, innan det ens fanns något som hette podcast. Sedan dess har vi lagt ut över 400 föredrag och diskussioner. 2004 sände vi vår sista avsnitt över 88,9 MHz i Stockholm. Sedan dess har podden legat i träda. Men nu är den tillbaka som arkiv.
Transkription51 repliker · 3:43
Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.
Klicka på en replik för att höra den.
Är protonen stabil?
De elementarpartiklar som bygger upp materien är i många fall instabila.
Neutroner till exempel, som tillsammans med protoner bildar alla atomkärnor, sönderfaller om de ligger för sig själva efter ungefär 11 minuter i medeltal till en proton, en elektron och en antineutrin.
Och de flesta andra energirika partiklar man känner till sönderfaller oerhört mycket snabbare till andra partiklar.
Man kan undra, kommer inte protonerna att sönderfalla också?
Trots allt, om de sönderfaller så skulle det spela stor roll för oss eftersom då skulle materier i det långa loppet kunna förgynna och upplösas.
Nu är det så att protonen är något lättare än neutronen.
Den väger 99,85% av neutronens vikt.
Och det gör att en proton kan inte sönderfalla till en neutron och en del andra partiklar.
För det skulle kräva energi.
Och det finns ingen lättare partikel av samma klass som protonen.
Man talar om baryoner, de lite tyngre partiklarna som bygger upp kärnor.
Så att protonen verkar vara den lättaste.
Och det som hindrar en proton från att sönderfalla till en annan sorts partiklar är en naturlag som kallas baryontalets bevarande.
Det säger att antalet baryoner inblandar i en reaktion, som ett partikelsönderfall eller något liknande, måste hela tiden vara oförändrat.
Om två baryoner kolliderar så kan det hända en otrolig massa, men i slutändan måste det finnas kvar lika många baryoner.
Och där trodde man att det bevisade att protonen var stabil ända fram till relativt nyligen.
Då började man tala om supersymmetriska kvantteorier.
De här teorierna skulle kunna förklara en del underlighet man känner till inom fysiken.
Och skulle erbjuda mycket elegant sätt att beskriva världen.
Men dessa teorier förutsåg också att protonen skulle sönderfalla.
Inte så snabbt, men däremot kanske efter tio upphöjt med 30 år.
Alltså en etta följd av 30 nollor.
Och därmed skulle materien i det långa loppet, det mycket långa loppet, vara instabil.
För att undersöka det här har man byggt olika detektorer.
Vanligtvis väldiga underjordiska vattentankar.
Idén är att se om en proton någonstans i tanken sönderfaller.
Så kommer den frigöra gammalstråling med en viss mycket speciell energi.
Och genom att sätta upp detektorer längs med väggarna i den här vattentanken.
Så skulle man kunna upptäcka den här signalen.
Och genom att ta en så stor tank som möjligt får man många protoner.
Och om man väntar kanske någon av dem gör det här.
Så om man byggde åtskillade sådana anläggningar.
Och man började vänta.
Och vänta.
Och vänta.
Än idag har man inte observerat något sönderfall.
Vilket betyder att protonen antingen är stabil.
Eller att den måste sönderfalla oerhört själen.
Den kan ha en livslängd på mer än 10-bit med 33 år.
Vilket är ett allvarligt problem för supersymmetriteorierna.
Kort sagt.
Det verkar som att protonen är stabil.
Trots att alla teorier säger emot den.
Som en fysiker vitsade.
Med en liten vers.
A proton once said,
I'll fulfill my long-term belief in free will.
Though theorists may say that I ought to decay,
I'll be damned if I think that I will.
Tack till elever och personal vid Säkerhetssäkerheten.
För att ladda ner föredragen till din dator istället för att bara lyssna på dem, högerklickar du på länken “Ladda ner föredraget” och väljer “Spara som” eller motsvarande för din webbläsare.