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所有物质都是由原子组成的，而原子又是由电子、质子和中子组成的。
质子和中子在许多方面都是非常相似的粒子。它们由夸克组成，夸克是更小的粒子，质量几乎相同。
然而，中子与质子的明显不同之处在于它们的不稳定性和在原子核外几分钟内的衰变。
那么质子呢？
质子广泛分布在太空中。所有星际物质、所有星云都是氢等离子体的形式，这是一种由未结合的质子和电子组成的热气体。如果质子的行为像中子，所有这些星云最终都会完全蒸发。
但这并没有发生。为什么？这是因为质子——无论是在原子内部还是在太空中自由漂浮——看起来都非常稳定。科学家此前从未观察到过一次质子衰变。
然而，物理学中没有任何东西可以阻止质子衰变。事实上，稳定的质子是粒子物理学领域的一个例外，一些理论要求它衰变。
但是质子死亡后会发生什么？这对原子的稳定性意味着什么？
遵守规则
基础物理学基于能量、动量和电荷守恒定律。能量守恒意味着，在不增加能量的情况下，较低质量的粒子不能转变为较高质量的粒子。能量守恒定律与电荷守恒定律的结合导致电子可能是最稳定的粒子。
质子质量更大，而且它们是由夸克组成的，因此它们有几种可能的死亡方式。但由于原子是稳定的，也许质子内部也是稳定的。然而，对于质子来说，不存在像电荷守恒定律那样的“质子守恒定律”。
寻找质子衰变
我再说一遍，没有一个物理学家见过质子是如何死亡的。原因可能是质子很少衰变。实验表明，质子的寿命大约为 10^34 年（即 1 后跟 34 个 0）。
作为参考，宇宙的年龄为 138 亿年，大致等于 1 后面加 10 个零。平均而言，质子的寿命将比宇宙中的每一颗恒星、星系和行星，甚至那些尚未诞生的恒星、星系和行星都长。
这里的关键词是“平均”。这并不意味着每个单独的质子将存在 10^34 年，然后在 10^34 年之后它们将同时衰变！繁荣！！！一切都消失在一阵烟雾中。
在量子物理学中，任何给定质子的衰变时间都是随机的，因此有些质子会在 10^34 年寿命之前很久就衰变了。
毕竟，质子衰变源于宇宙基本功能的深刻概念。如果质子衰变更频繁，这将告诉我们物质的不稳定性和我们存在的不可能性。