In was könnte ein Proton zerfallen?
Nach dem Standardmodell der Teilchenphysik, welches momentan die beste Beschreibung für fundamentale Prozesse liefert, kann das Proton nicht zerfallen.
Für einen Zerfall müsste es ein Teilchen geben, das leichter ist als das Proton, da ja keine Energie zusätzlich entstehen kann, und es müsste einen Weg geben, auf welchem dieser Zerfall stattfinden kann.
Das Proton ist das leichteste Hadron (= Teilchen aus 3 Quarks). Es besteht aus zwei Up(u)- und einem Down(d)-Quark. Das Up-Quark ist das leichteste Quark und das Down das zweitleichteste. Denkbar wäre daher noch die Konfiguration “uuu”, die man sich als noch leichter vorstellen könnte. So ein Teilchen existiert zwar, ist aber praktisch schwerer als das Proton (Δ-Baryon – Wikipedia
), was mit Wechselwirkungsenergien zwischen den Quarks zu tun hat.
Es existiert auch keine Wechselwirkung, die die Konfiguration “uud” des Protons in irgendwelche anderen, leichteren Teilchen wie Neutrinos oder Leptonen (wie das Elektron/Positron) umwandeln kann. Das kann man auch durch diverse Erhaltungssätze leicht erkennen.
Somit ist das Proton stabil, was auch experimentell sehr gut nachgewiesen ist. Sicher kann man sich Theorien ausdenken, die über das Standardmodell der Teilchenphysik hinausgehen, in denen das Proton mit einer winzigen Wahrscheinlichkeit in etwas anderes zerfällt. Dazu gehören aber unter anderem auch die großen vereinigten Theorien (GUTs), in denen ein Zerfall in ein Pion und ein Positron möglich wäre (Protonenzerfall – Wikipedia
).