原子、原子核、中子、电子和质子的寿命各是多久？

微观粒子的寿命到了，我们一半都会称为衰变，所谓的寿命长短其实是用粒子的半衰期的界定的。在原子，质子，中子，电子中，真正意义上，我们发现可以发生衰变的，其实只有原子和中子。质子的半衰期有假说，但还没有被验证，电子则认为是和宇宙同龄的存在。我们来具体说一说：

原子和中子的衰变

原子的衰变，实际上和原子核是有关的，说白了就是原子核的衰变。这种衰变本质上其实分两种，一种和强相互作用有关，被我们叫做α衰变，另外一种和弱相互作用有关，被我们叫做β衰变，他们都会伴随着强烈的放射性。

我们先从α衰变说起，我们都知道原子和由原子核和电子构成的，而原子核内有质子和中子。

但是很多元素的原子中的原子核都不太稳定，这个时候就会发出一个氦核，这个氦核是由2个质子和两个中子构成的，也被我们叫做α粒子。

常见的就是铀-238通过α衰变，衰变成钍-234。

那为什么会发生α衰变呢？

这就要说到强相互作用了，我们要知道的是其实中子和质子是由夸克构成的。

把夸克束缚在质子和中子内的就是强相互作用，依靠着胶子来实现传递。就有点像用绳子把小球绑在了一起，这里的胶子就类似于绳子，夸克就类似于小球。

这其实是两种强相互作用中的一种，另一种强相互作用是靠介子来实现的。介子会把质子和中子束缚在原子核内，因此，强力的尺度是在10^-15m的尺度内。

但是质子和中子少的时候还好，如果质子和中子数量特别多，那这个原子核就会不太稳定，就有一定的概率没办法介子束缚住质子和中子，于是就会发生α衰变。

除了这种方式，还有一种β衰变，这种和弱相互作用有关。这种衰变主要发生在中子上，也就是在弱相互作用下，中子发生衰变，生成质子、电子、中微子的过程。

所以，β衰变也会使得原子序数发生改变。在粒子物理标准模型中，传递弱相互作用的是Z玻色子和W玻色子，发生β衰变的概率其实很低，这是因为在原子核内，中子特别稳定。

比如：碳14原子发生衰变。

而自由的不在原子核内的中子很容易发生衰变，大概也就是 15分钟。

所以，我们来总结一下，原子的衰变本质上是原子核衰变，这会改变原子序数。原子核的衰变分两种，一种是α衰变，释放出一个氦核；一种是β衰变，释放出一个电子。而在中子的衰变实际上就是β衰变，在原子核内中子一般比较稳定不容易发生衰变，而自由的中子就不太稳定，15分钟就会发生衰变。而不同的原子其实是具有不同的半衰期的。

质子会发衰变么？

质子实际上会衰变，不过这里指的是自由的质子，而不是在原子核内的质子。自由的质子会发生β+衰变反应，生成中子、正电子、电子中微子。

至于原子核内的质子至今也没有发现过发生衰变的迹象。

有些科学家把微观粒子进行了区别，有重子，轻子，玻色子等。他们认为质子的重子数应该是守恒的，所以质子应该不会衰变成其他的粒子，因为质子已经是最轻的重子。我们要知道的是，衰变实际上是遵循能量最低原理的，意思是说，能量有从高往低的趋势，就像水从高处往低处流一个道理。根据相对论，我们知道质量和能量是一回事，是一个东西的两个参量。因此，质量对应能量，能量对应质量，可以用E=mc^2进行计算得到。质子是质量最轻的重子，这说明它就是能量最低的重子，所以如果重子数守恒，质子理论上是没办法往下衰变成其他重子。

也有一些科学家提出了一个假说，他们认为质子有可能会衰变成更轻的次原子粒子。比如：质子发生衰变生成中性π介子和正电子。可惜，这并没有获得任何的实验观测的证据。

因此，对于质子的衰变，我们现在还无法下定论。

电子的衰变

至于电子的衰变，实际上，电子是基本粒子，是轻子。理论上，它是不可以再切分，并且不可能衰变的。也就是说，电子没有半衰期，即使有，那它的半衰期也应该和宇宙的年龄差不多。