En la desintegración beta, un neutrón libera un electrón y se convierte en un protón. Sucede lo contrario, aunque normalmente no de forma natural, en la emisión de positrones, donde un protón emite un positrón y se convierte en un neutrón. Como el electrón tiene una masa de aproximadamente 1/1836 de un protón, me preguntaba, ¿cuánto tiempo podría durar esto? ¿Podríamos, en teoría, dejar que un protón o un neutrón se descomponga por completo en solo electrones, positrones y energía? O, más generalmente hablando, leptones, como neutrinos y demás. Lo sé, porque los protones son muy estables, no se desintegrarán de forma natural, pero si les pones mucha energía, ¿podría pasar esto? Y si no, ¿por qué?
Los protones y los neutrones son miembros de una clase de partículas llamadas bariones ; y de acuerdo con el modelo estándar de física de partículas, el número bariónico se conserva. Tanto los protones como los neutrones tienen el barión número 1; los leptones y los fotones tienen el número bariónico 0. Entonces, si comienzas con algunos protones y neutrones (el número bariónico no es igual a cero), no puedes terminar sin bariones.
El protón es el barión más liviano, por lo que, en general, los neutrones libres (y otros bariones más exóticos) eventualmente se descompondrán en protones. Pero el protón no puede decaer, ya que no hay un barión más ligero en el que convertirse. Por el contrario, si tomo un montón de protones y neutrones y les pongo un montón de energía de alguna manera, podría obtener algunos bariones más exóticos; pero nunca terminaré solo con leptones y fotones.
Hay extensiones hipotéticas del modelo estándar que, de ser ciertas, permitirían cambiar el número bariónico de un sistema. Se han realizado experimentos para buscar tales violaciones, sobre todo en busca de desintegración de protones . Sin embargo, ningún experimento de este tipo hasta la fecha ha observado el cambio en el número bariónico de un sistema.