中子晃荡14分42秒，相撞变质子，β衰变原来这么简单

物质由原子构成，原子有原子核与核外电子，而原子核内又有质子和中子。有时候，中子会变成质子，质子也能变为中子，这个时候物质的本身就会产生变化，这个过程叫β衰变，是放射性原子核放射电子（β粒子）和中微子而转变为另一种核的过程。

这个过程的理解，是对微观粒子性质认识的一扇窗，很重要。

一、物理学上的讲解

因为需要用到三个夸克组成质子、中子等基础知识，有必要理一下物理上的β衰变知识。

质子与中子都是由夸克组成的，每个质子和中子里都有三个夸克，夸克的不同决定了是质子还是中子。

质子由两个上夸克和一个下夸克构成，中子由一个上夸克和两个下夸克构成。夸克分了六种不同的类型，称为六种不同的味。

夸克之间是由胶子联结，胶子负责传递力，将夸克们粘在一起。胶子是无形的，它不是粒子，它是场，是粒子间强相互作用力形成的粒子场。

在有两个以上质子的原子核中，质子因为都拥有正电荷，互相排斥，中子就来进行“中和”。当原子核中的质子数与中子数量相当时，原子核表现稳定，而中子数量过多了，这个核就会发生β衰变，中子会变成质子。

弱相互作用力会促使中子产生变化，它会使中子里的一个下夸克改变味，衰变为一个上夸克，结果是中子变成了质子，同时发射了一个电子和一个反电子中微子。

中子不稳定，它们的平均寿命为14分42秒，绝大多数的中子会衰变成质子、一个电子和一个反电子中微子。

质子不能自动转变为中子，只有受到有强大动能的中微子轰击时，才能逆转成为中子，并释放一个正电子。

β衰变与逆衰变其实就是一个夸克的变化过程。

因为β粒子就是电子，而电子的质量比起核的质量要小很多，所以一个原子核放出一个β粒子后，它的质量只略微减少。

以前的实验没有观测到衰变产物中有光子。由俄罗斯、比利时和德国科学家组成的一个国际研究小组，观测发现了中子的一种新的衰变方式，即中子可衰变为质子、电子、反中微子和光子。研究人员估算出，约有1/300自由中子以这种方式衰变。

粒子物理的理论，一是割裂了自然，认为微观粒子的物理运行规则高深莫测，一声大爆炸，夸克、胶子、电子、光子、中微子如此巧妙地结合，而每个粒子结合出来又都一样，这太难了。二是各个粒子，特别是基本粒子，是独立的，没有相互联系。三是观察到了现象，但这些现象产生的原因不清楚，只好下定义。四是认为胶子是场，但这个场又是独立的，不和夸克有相互关系，就将夸克粘在了一起，怎么粘是其本性。五是释放出的中微子、电子的产生途径及能量的来源无法解释。

从现象看本质，从宏观理解微观，就需要用大道至简、道法自然的理论。

二、认识物质粒子

1、粒子自旋，是其内禀属性，这是科学证明的。

2、质子、中子都由三个夸克组成，呈三角体结构。这是物理理论。

3、夸克禁闭是一种物理现象，描述夸克不会单独存在。由于强相互作用力，原子核内的夸克连在一起是撞不开的。

4、科学家们在大型强子对撞机中通过碰撞原子核，已经证明夸克是流体液滴状，没有固定的结构。

5、物质有巨大能量，爱因斯坦质能方程及核反应实践，质量会转化为能量释放出来，释放的能量相当于质量乘以光速的平方。（还有其他证明，本篇不再细列）

6、磁铁这种物质有磁力线，并且铁与磁铁放在一起，铁也有了磁性，磁铁加热至高温因原子运动加剧混乱会失磁。说明磁力线是粒子的内部产物，因磁铁的分子排列机制，能够泄漏出来。

反过来理解，夸克是由无数个磁力线一样的线环绕而成，像线团一样，因原子排列或屏蔽，包括电子参与后，大多不显现。

结论：现代物理学和量子理论告诉我们，基本粒子的特征：一是强烈旋转，二是有巨大能量，三是能量态，是像线团一样的丝，没有固定的结构。

三、质子和中子的结构

三个夸克组合成质子或中子。

这样旋转的能量态的线团球，三个套合在一起，不能被撞开，是以下两种状态。

一是质子的状态

二是中子的状态（这种状态晃荡，不稳定）

四、中子中的电子产生与存在状态

我在电子的产生这篇中，详细讲了电子如何产生，以及存在状态，这里简单点一下。

麦克斯韦将电、磁统一了起来，旋的环因为强烈旋转，具有磁力线和电导线的作用，电和磁都是旋环的表现。

中子的三个夸克旋转时切割磁（磁力线），发电机也是这样切割磁力线的，切割时磁力线的片段肯定会被打弯拉伸，折弯的片段互相连接，最后首尾相连。

这样切割出来的结果，加上同时旋转，形成了有波动频率的电磁环，成为一个个很小的电旋子，也就是电子。

旋环（磁力线）是光滑的，人是不能直接感知的。电子生成时有了振动能量和频率（电磁波）。

由夸克组成的原子核很小，外围有很多的外旋环，这个外旋环就是胶子，质子的外旋环是统一的。中子因为中间的外旋环是平行旋，两侧的是垂直旋，互相不融合，因此电子无法在外围聚集。

电子有一个很重要的停止机制，（上篇详细讲了）从直观上看，电子是环，可以将电子理解为小齿轮。电子被旋环带进去，在交叉切割处很拥堵，像是到了十字路口，电子的自然聚合，等于是在十字路口架上了天桥。道路顺畅，不再切割磁力线，电子就不再产生，稳定平衡了。

同时，在夸克的核内旋环里聚集了许多电子。

五、衰变的发生过程

1、中子两端的夸克，强烈地旋转，来回晃荡。

2、平均晃荡时间14分42秒。

3、虽然两端都能相撞，但因旋转方向一致时才能成为质子，因此只有一端的相撞能够结合，另一端相撞时爆炸湮灭，又弹至另一端。

两端的夸克靠拢，生成质子相撞时，前端的旋环碰撞断裂，飞出，是中微子（旋转方向不同，是反中微子），伴随一定能量产生。

4、因为是内核的旋环，旋转速度很快，是光速。旋转方向相反的两端旋环相撞时，等同于核反应，产生了巨大能量。

5、不管是哪一端，相撞时，因互相切割产生，在前端旋环内的电子飞出，核内电子的振动频率很高，有放射性，是β粒子，叫β衰变。电子的旋转方向不同，又有了正电子和负电子的区别（正电和负电是旋转方向不同，电荷是一个概念，以后专门分析）。

6、有个别的电子相撞时断裂，电子断裂形成电磁波（光），即中子衰变为质子、电子、反中微子和光子，估算约有1/300。

这个理论：一是认为自然本身很简单，大道至简，粒子的存在和反应都是顺理成章的，道法自然。

二是粒子本质是相同的，是能与旋的共存体。

三是各个粒子是能量构成的，基础为能。

四是粒子之间是可以互相转化的，每个粒子都有相互关联。中子转化为质子时，仅是夸克状态的改变，相撞结合。夸克旋转切割生成电子，电子断开成了光。

这个至简的理论叫“旋理论”。