“提出正确的问题，往往等于解决了问题的一大半...” ——维尔纳·海森堡

我们知道中子会经历β衰变，转变为质子，这个过程中会释放一个W玻色子，而W玻色子的平均质量比中子和质子的质量差要大的多。那么问题来了，这多出来的质量从哪里来的？今天就说下量子力学是怎样促使粒子衰变的。

在标准模型中大多数粒子都不稳定

从宏观宇宙到微观世界，从我们看得见的恒星、星系或星系团到我们看不见的细胞、分子或单个原子，或者介于两者之间的任何事物，浩瀚的宇宙囊括了这一切。

但是从基本层面上来看，万事万物都是由原子组成的，而形式多样的原子都具有相同的基本粒子。如果我们暂且忽略暗物质是什么，那么我们所讨论的已知宇宙只是下图中这些基本粒子构成的标准模型。

在标准模型中绝大多数的粒子不能自由的存在，在自然界中也不容易找到。但是我们可以单独的观察到中微子、电子和光子，上下夸克以及胶子构成的质子、中子和原子核，这些都是很常见的，因为它们都比较稳定。

绝大多数标准模型中的粒子，包括所有较重的夸克（核子要素）、介子和τ子（第三代轻子），以及W和Z玻色子（传递弱力），从根本上说这些粒子都不稳定。事实也证明，它们的寿命不仅有限，而且与我们的宏观世界相比微不足道。这是为什么呢？让我们从一个之前已经听说过的现象开始：放射性。

β衰变中的质量差问题

我们都很熟悉放射性衰变，其实就是重而不稳定的元素会衰变为较轻的元素。其中一些衰变很快，不到一秒钟，而另一些可能需要数十亿年，例如铀238的半衰期基本和地球年龄差不多。一些极其罕见的半衰期和目前宇宙的年龄差不多，例如:钍-232的半衰期长达140亿年。

这是因为由上下夸克和胶子组合而成的复合结构：质子和中子，最多能把一两个下夸克衰变为稍微轻一点的上夸克。这个过程需要很长的时间，因为允许这种情况发生的粒子交换是由非常重的W玻色子作为介导的弱力衰减。

这个过程是如何发生的？