Techniklexikon

Protonzerfall

KernphysikQuantenmechanik, eine Vorhersage der Grossen Verallgemeinerten Theorie (GUT), nach der angenommen wird, dass das Proton nicht mehr absolut stabil ist, sondern in Leptonen und Mesonen zerfallen kann. Diese Annahme geht mit einer Baryonenzahl-Verletzung einher und liegt deshalb ausserhalb des Standardmodells. Die Überlegung ist, dass es analog der elektroschwachen Wechselwirkung ein entsprechendes Feldquant geben müsste, das wegen seiner grossen Masse von 10¹⁴ GeV und der damit verbundenen extrem kurzen Reichweite den ausserordentlich seltenen Übergang von Quarks und Lepton vermitteln könnte. Die abgeschätzte mittlere Lebensdauer des Protons sollte nach der einfachsten Version der Grossen Vereinheitlichung, der SU(5), ca. 4,5 × 10²⁹ ± 1,2 Jahre betragen. In den bisher durchgeführten Experimenten zum Protonzerfall unter Verwendung unterirdischer Tanks oder von Eisenkalorimetern wurde nach Zerfällen der Art p  e⁺ + p⁰  e⁺ + gg gesucht. Ein solcher Zerfall ist bisher jedoch nicht entdeckt worden. Die experimentell bestimmte untere Grenze für die mittlere Lebensdauer beträgt damit t > 6 × 10³¹ Jahre, was im Gegensatz zur SU(5) steht.