Halten Elementarteilchen für immer?
Ich habe gehört, dass nicht einmal schwarze Löcher wegen Hawking-Strahlung ewig dauern. Aber was ist mit Elementarteilchen? Wird es zum Beispiel ein Elektron für alle Zeiten geben?
Antworten
Selbst die sogenannten stabilen Elementarteilchen halten möglicherweise nicht ewig, wenn andere Teilchen in der Nähe sind.
Nehmen wir zum Beispiel Elektronen:
- Elektronen-Positronen-Vernichtung :
Das Elektron kann von einem Positron getroffen werden, beide verschwinden und es erscheinen 2 Photonen.$$e^- + e^+ \to \gamma + \gamma$$ - Elektroneneinfang :
Das Elektron kann von einem Proton (aus einem protonenreichen radioaktiven Kern) eingefangen werden, wodurch ein Neutron und ein Neutrino entstehen.$$p + e^- \to n + \nu_e$$
Sowohl das Proton als auch das Elektron werden, wenn sie in Ruhe gelassen werden , für immer leben, da es keine leichtere Masse gibt, in die beide spontan zerfallen können, ohne gegen Erhaltungsgesetze zu verstoßen.
Hawking-Strahlung ist theoretisch und die Erhaltungsgesetze werden immer noch eingehalten. Elektromagnetische Strahlung wird freigesetzt und umgekehrt nimmt die Masse des Schwarzen Lochs aufgrund quantenmechanischer Effekte ab. Elementarteilchen können in andere Teilchen oder elektromagnetische Strahlung zerfallen.https://en.wikipedia.org/wiki/Particle_decay
Das Elektron, ein Elementarteilchen, ist der am wenigsten massive Träger der derzeit bekannten negativen EM-Ladung. Wenn es zerfallen würde, würde es die Produktion von Partikeln mit geringerer Masse (wie das Neutrino) beinhalten, aber alle bekannten Partikel mit geringerer Ruhemasse haben keine EM-Ladung.
https://en.wikipedia.org/wiki/Electron
Während des hypothetischen Zerfalls des Elektrons, wie Sie sagen, müsste die EM-Ladung verschwinden, was gegen die Erhaltungsgesetze verstoßen würde.
https://physicsworld.com/a/electron-lifetime-is-at-least-66000-yottayears/
Daher betrachten wir im Standardmodell das Elektron als ein grundlegendes Teilchen, das isoliert nicht zerfallen kann.