陽子崩壊

2002(平成14)年、小柴昌俊が「天体物理学、特に宇宙ニュートリノ検出の開拓に貢献」としてノーベル物理学賞を受賞した。

小柴博士率いる研究チームはニュートリノ観測施設としてスーパーカミオカンデを建設し、この偉業を達成した。しかし元々、カミオカンデは別の目的で開発されたもので、それは陽子崩壊の観測のためだった。

現在のスーパーカミオカンデは、ニュートリノ観測だけでなく、従来どおり陽子崩壊の観測にも使われている。しかし現時点において、陽子が崩壊している証拠と見込まれる崩壊現象は観測されていない。

いずれ物質を構成する基本的な粒子である陽子が崩壊し数を減らすということは、物質は徐々に崩壊し、やがて宇宙から物質がなくなることを意味している。

しかしスーパーカミオカンデでは陽子崩壊は観測されておらず、陽子の寿命は少なくとも10³³年(10溝年)以上あるとしている。

• 10の33乗年 = 1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 年

もし陽子崩壊が起こるなら、将来的に宇宙の全ての物質は原子レベルで崩壊し、最終的には陽子崩壊で作られた光子や素粒子のみとなる。

なお、空間に寿命があるかどうかはまだ定かではなく、宇宙空間すら残らない可能性を唱える仮説も存在している。

いくつかの説では、陽子の半減期は10³⁶年(1澗年)としている。その根拠は不明。

そして陽子は、次のように崩壊するらしい。

• p⁺ → e⁺ + π⁰
• π⁰ → 2γ

陽電子と光子は、それぞれ寿命が∞とされている。

陽電子だけでなくニュートリノも作られるとする説があるが、ニュートリノの寿命は不明で、最後まで残るかは定かではない。