แม้ว่าโปรตอนจะดูเหมือนมีชีวิตอยู่ตลอดไป แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ยังตั้งคำถามถึงความเป็นอมตะนั้นมานานแล้ว ทฤษฎีที่ได้รับความนิยมบางทฤษฎีทำนายว่าโปรตอนสลายตัว สลายตัวเป็นอนุภาคอื่นๆ ในช่วงเวลาที่ยาวนาน แม้จะมีการค้นหาอย่างกว้างขวาง แต่ก็ไม่มีคำใบ้ของการตายนี้เกิดขึ้นประเภทของความคิดที่เรียกว่าทฤษฎีเอกภาพอันยิ่งใหญ่ทำนายว่าโปรตอนในที่สุดก็ยอมจำนน ทฤษฎีเหล่านี้รวมพลังแห่งธรรมชาติสามอย่างเข้าด้วยกัน สร้างกรอบการทำงานเดียวที่สามารถอธิบายแม่เหล็กไฟฟ้า แรงนิวเคลียร์
อย่างแรง และแรงนิวเคลียร์ที่อ่อนแอ
ซึ่งมีหน้าที่ในการสลายกัมมันตภาพรังสีบางประเภท (แรงที่สี่ของธรรมชาติคือ แรงโน้มถ่วง ยังไม่รวมอยู่ในแบบจำลองเหล่านี้) ภายใต้ทฤษฎีที่รวมกันเป็นหนึ่งดังกล่าว แรงทั้งสามจะมีจุดแข็งเท่ากันด้วยพลังงานที่สูงมาก สภาพที่มีพลังดังกล่าวมีอยู่ในเอกภพยุคแรก – ก่อนที่โปรตอนจะก่อตัว – เพียงหนึ่งในล้านล้านจากล้านล้านในล้านล้านวินาทีหลังจากบิ๊กแบง เมื่อจักรวาลเย็นตัวลง แรงเหล่านั้นจะแยกออกเป็นสามแง่มุมที่นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นในปัจจุบัน
ช่วงเวลาสุดท้ายของโปรตอน
หากทฤษฎีที่รวมกองกำลังพื้นฐานถูกต้อง โปรตอนควรสลายตัว โดยอายุขัยเฉลี่ยจะยาวนานกว่าอายุของเอกภพ นักวิทยาศาสตร์เฝ้าดูถังน้ำขนาดยักษ์เพื่อดูการตายของโปรตอน การสลายตัวหนึ่งประเภทที่เป็นไปได้อธิบายไว้ด้านล่าง
โปรตอนซึ่งประกอบด้วยควาร์กสามตัวรอชะตากรรมของมันอยู่
ในเหตุการณ์ที่หายากอย่างยิ่ง ควาร์กสองตัวจะรวมตัวกันทำให้เกิดอนุภาคใหม่อนุภาคใหม่ X boson ยังคงอยู่ชั่วครู่หนึ่งX boson ปล่อยโพซิตรอนและแอนติควาร์ก ไม่ใช่โปรตอนอีกต่อไป อนุภาคที่เหลืออีกสองอนุภาคคือไพออนในที่สุด ไพออนสลายตัวเป็นสองโฟตอน ซึ่งสามารถตรวจจับได้พร้อมกับโพซิตรอน
HYPER-KAMIOKANDE ดัดแปลงโดย T. TIBBITTS
Kaladi Babu นักฟิสิกส์ด้านทฤษฎีพลังงานสูงจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐโอคลาโฮมาในสติลวอเตอร์กล่าวว่า “เรามีหลักฐานมากมายที่แสดงว่าต้องมีการรวมกันเป็นหนึ่ง นอกเหนือจากความน่าดึงดูดใจของการรวมพลังแล้ว ทฤษฎีเอกภาพที่ยิ่งใหญ่สามารถอธิบายความบังเอิญที่น่าสงสัยของฟิสิกส์ได้ เช่น ความจริงที่ว่าประจุไฟฟ้าของโปรตอนทำให้ประจุของอิเล็กตรอนสมดุลได้อย่างแม่นยำ โบนัสอีกประการหนึ่งคืออนุภาคในทฤษฎีเอกภาพที่ยิ่งใหญ่จะเติมแผนภูมิต้นไม้ครอบครัว โดยที่ควาร์กกลายเป็นเครือญาติของอิเล็กตรอนเป็นต้น
ภายใต้ทฤษฎีเหล่านี้ โปรตอนที่สลายตัวจะสลายตัวเป็นอนุภาคอื่นๆ เช่น โพซิตรอน (รุ่นปฏิสสารของอิเล็กตรอน) และอนุภาคที่เรียกว่า ไพออน ซึ่งประกอบด้วยควาร์กและแอนติควาร์ก ซึ่งตัวมันเองสลายไปในที่สุด หากทฤษฎีเอกภาพที่ยิ่งใหญ่เช่นนี้ถูกต้องและโปรตอนสลายตัว กระบวนการนี้จะต้องหายากมาก โดยเฉลี่ยแล้วโปรตอนจะต้องอยู่ได้นานมากก่อนที่จะสลายตัว หากโปรตอนส่วนใหญ่สลายตัวอย่างรวดเร็ว อะตอมก็จะอยู่ได้ไม่นานเช่นกัน และสสารที่ประกอบเป็นดาว ดาวเคราะห์ หรือแม้แต่ร่างกายมนุษย์ ก็จะกระจุยกระจายไปทางซ้ายและขวา
โปรตอนมีอยู่ 13,800 ล้านปี นับตั้งแต่เกิดหลังบิ๊กแบง ดังนั้นพวกเขาจึงต้องมีอายุยืนยาวโดยเฉลี่ย แต่อนุภาคอาจพินาศในระยะเวลาที่ยาวนานกว่านั้น หากเป็นเช่นนั้น นักวิทยาศาสตร์ควรจะสามารถตรวจสอบอนุภาคจำนวนมากได้ในคราวเดียว เพื่อดูว่าโปรตอนสองสามตัวกัดฝุ่นข้างหน้าเส้นโค้ง ( SN: 12/15/79, p. 405 ) แต่การค้นหาโปรตอนที่กำลังสลายกลับว่างเปล่าจนถึงตอนนี้
อย่างไรก็ตาม การค้นหายังคงดำเนินต่อไป ในการล่าโปรตอนที่กำลังสลายตัว นักวิทยาศาสตร์ต้องลงลึกลงไปใต้ดิน เช่น ไปที่เหมืองในเมืองฮิดะ ประเทศญี่ปุ่น ที่การทดลอง Super-Kamiokande ( SN: 2/18/17, p. 24 ) พวกเขาตรวจสอบถังน้ำขนาดยักษ์ – มูลค่า 50,000 เมตริกตัน – รอให้โปรตอนตัวเดียวกระพริบตา หลังจากเฝ้าดูถังเก็บน้ำนั้นมาเกือบสองทศวรรษแล้ว นักวิทยาศาสตร์รายงานในวันที่ 1 มกราคมPhysical Review Dว่าโปรตอนจะต้องมีอายุยืนยาวโดยเฉลี่ยมากกว่า 1.6 × 10 34ปี โดยสมมติว่าพวกมันสลายตัวเป็นโพซิตรอนและไพออนเป็นส่วนใหญ่
การทดลองจำกัดอายุโปรตอน “เป็นการแต่งแต้มให้นักทฤษฎีอยู่ในมุมหนึ่ง” เอ็ด เคิร์นส์แห่งมหาวิทยาลัยบอสตัน ผู้ค้นหาการสลายตัวของโปรตอนด้วย Super-K กล่าว หากทฤษฎีใหม่ทำนายอายุการใช้งานของโปรตอนสั้นกว่าที่ Super-K วัดได้ ถือว่าผิด นักฟิสิกส์ต้องกลับไปที่กระดานวาดภาพจนกว่าพวกเขาจะคิดทฤษฎีที่สอดคล้องกับความแห้งแล้งของโปรตอนสลายตัวของ Super-K
ทฤษฎีที่รวมเป็นหนึ่งเดียวที่ยิ่งใหญ่ซึ่งยังคงอยู่หลังจากการวัดของ Super-K ได้รวมเอาสมมาตรยิ่งยวด ซึ่งเป็นแนวคิดที่ว่าอนุภาคที่รู้จักแต่ละอนุภาคมีอีกคู่หนึ่งที่มีขนาดใหญ่กว่า ในทฤษฎีดังกล่าว อนุภาคใหม่เหล่านั้นเป็นส่วนเพิ่มเติมในปริศนา ซึ่งเหมาะสมกับแผนภูมิต้นไม้ตระกูลที่ใหญ่กว่าของอนุภาคที่เชื่อมต่อถึงกัน แต่ทฤษฎีที่อาศัยสมมาตรยิ่งยวดอาจมีปัญหา “ตอนนี้เราคงอยากเห็นสมมาตรยิ่งยวดที่ Large Hadron Collider” Babu กล่าว โดยอ้างถึงเครื่องเร่งอนุภาคที่ห้องทดลองฟิสิกส์อนุภาคของยุโรป CERN ในเจนีวา ซึ่งมักจะว่างเปล่าในการค้นหาสมมาตรยิ่งยวด เมื่อ พ.ศ. 2552 ( สว.: 10/1/16, หน้า 12 ).
credit : massiliasantesystem.com maturefolk.com metrocrisisservices.net michaelkorscheapoutlet.com michaelkorsfor.com
