View source for प्रोटॉन क्षय

{{short description|Hypothetical decay process of a nucleon (proton or neutron) into non-nucleons (anything else)}}[[File:Proton decay.svg|upright=1.6|right|thumb|जॉर्जी-ग्लाशो मॉडल में कणों के लिए [[कमजोर आइसोस्पिन]], [[कमजोर हाइपरचार्ज]] और रंग शुल्क का पैटर्न। यहाँ, एक प्रोटॉन, जिसमें दो अप क्वार्क और एक डाउन होता है, एक पिओन में क्षय होता है, जिसमें एक अप और एंटी-अप होता है, और एक पॉज़िट्रॉन, विद्युत आवेश वाले एक्स बोसोन के माध्यम से -<sup>4</sup>/<sub>3</sub>.]][[कण भौतिकी]] में, [[प्रोटॉन]] क्षय [[कण क्षय]] का एक [[परिकल्पना]] रूप है जिसमें प्रोटॉन हल्के उप-परमाणु कणों, जैसे कि एक तटस्थ पियॉन और पॉज़िट्रॉन में क्षय होता है।<ref>[[Ishfaq Ahmad]] (1969), "Radioactive decays by Protons. Myth or reality?", ''The Nucleus'', pp. 69–70</ref> प्रोटॉन क्षय परिकल्पना पहली बार 1967 में [[आंद्रेई सखारोव]] के द्वारा तैयार की गई थी। महत्वपूर्ण प्रायोगिक प्रयासों के अतिरिक्त, प्रोटॉन क्षय को कभी नहीं देखा गया था। यदि यह पॉजिट्रॉन के माध्यम से क्षय करता है, तो प्रोटॉन का आधा जीवन कम से कम 1.67×10<sup>34</sup> वर्ष का होना चाहिए था।<ref name="Bajc">{{cite journal |arxiv=1603.03568 |bibcode= 2016NuPhB.910....1B|doi=10.1016/j.nuclphysb.2016.06.017|title= Threshold corrections to dimension-six proton decay operators in non-minimal SUSY SU(5) GUTs|journal= Nuclear Physics B|volume= 910|page= 1|year= 2016|last1= Bajc|first1= Borut|last2= Hisano|first2= Junji|last3= Kuwahara|first3= Takumi|last4= Omura|first4= Yuji|s2cid= 119212168}}</ref>

[[मानक मॉडल]] के अनुसार, प्रोटॉन, एक प्रकार का बैरियन, स्थिर है क्योंकि बेरोन संख्या ([[क्वार्क संख्या]]) संरक्षित (सामान्य परिस्थितियों में; अपवाद के लिए चिरल [[विसंगति]] देखें) है, इसलिए प्रोटॉन अन्य कणों में अपने दम पर क्षय नहीं करते है, क्योंकि वे सबसे हल्के (और इसलिए सबसे कम ऊर्जावान) बैरियन होते है। [[पॉज़िट्रॉन उत्सर्जन]] और [[इलेक्ट्रॉन कैप्च]]र - [[रेडियोधर्मी क्षय]] के रूप जो एक प्रोटॉन को न्यूट्रॉन बनते हुए देखते हैं - वो प्रोटॉन क्षय नहीं होते है, क्योंकि प्रोटॉन परमाणु के भीतर अन्य कणों के साथ संपर्क करते है।

कुछ परे-मानक मॉडल [[ग्रैंड यूनिफाइड थ्योरी]] (जीयूटीस) स्पष्ट रूप से बेरोन संख्या समरूपता को तोड़ते हैं, प्रोटॉन को [[हिग्स कण]], चुंबकीय मोनोपोल, या 10<sup>31</sup> से 10<sup>36</sup> वर्षों के आधे जीवन के साथ नए [[एक्स बोसोन]] के माध्यम से क्षय करने की अनुमति देते हैं। तुलना के लिए, ब्रह्मांड लगभग 1.38 × 10<sup>10</sup> वर्ष पुराना है।<ref>{{Cite web|last=Francis|first=Matthew R.|title=Do protons decay?|url=https://www.symmetrymagazine.org/article/do-protons-decay|access-date=2020-11-12|website=symmetry magazine|language=en}}</ref> आज तक, जीयूटीस (जैसे प्रोटॉन क्षय या चुंबकीय मोनोपोल के अस्तित्व) द्वारा भविष्यवाणी की गई नई घटनाओं को देखने के सभी प्रयास विफल रहे हैं।

[[क्वांटम टनलिंग]] प्रोटॉन क्षय के कई माध्मों में से एक हो सकता है।<ref name="urladsabs.harvard.edu">{{cite web |url=http://adsabs.harvard.edu/pdf/1982ApJ...252....1D |title=adsabs.harvard.edu |format= |accessdate=}}</ref><ref name="urlQuantum Tunnelling to the Origin and Evolution of Life">{{cite journal |title=Quantum Tunnelling to the Origin and Evolution of Life |year=2013 |pmc=3768233 |last1=Trixler |first1=F. |journal=Current Organic Chemistry |volume=17 |issue=16 |pages=1758–1770 |doi=10.2174/13852728113179990083 |pmid=24039543 }}</ref>

[[क्वांटम गुरुत्वाकर्षण]]<ref name="url[0803.0749]">{{cite journal |title=क्वांटम गुरुत्व में न्यूनतम लंबाई के खतरनाक प्रभाव|year=2008 |doi=10.1088/0264-9381/25/19/195013 |arxiv=0803.0749 |last1=Bambi |first1=Cosimo |last2=Freese |first2=Katherine |journal=Classical and Quantum Gravity |volume=25 |issue=19 |page=195013 |bibcode=2008CQGra..25s5013B |hdl=2027.42/64158 |s2cid=2040645 }}</ref> ([[आभासी ब्लैक होल]] और [[हॉकिंग विकिरण]] के माध्यम से) ऊपर जीयूटी स्केल क्षय सीमा के साथ-साथ [[सुपरसिमेट्री]] में अतिरिक्त आयामों से परे परिमाण या जीवनकाल में प्रोटॉन क्षय का एक स्थान प्रदान कर सकता है।<ref name="urlProton">{{cite journal |url=https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2001IJMPA..16.2399A/abstract |title=प्रोटॉन क्षय, ब्लैक होल, और बड़े अतिरिक्त आयाम - NASA/ADS|format= |journal= International Journal of Modern Physics A|year=2001 |volume=16 |pages=2399–2410 |doi=10.1142/S0217751X0100369X |bibcode=2001IJMPA..16.2399A |accessdate=|last1=Adams |first1=Fred C. |last2=Kane |first2=Gordon L. |last3=Mbonye |first3=Manasse |last4=Perry |first4=Malcolm J. |issue=13 |arxiv=hep-ph/0009154 |s2cid=14989175 }}</ref><ref name="url[1903.02940]">{{cite journal |title=प्रोटॉन क्षय और अंतरिक्ष-समय की क्वांटम संरचना|year=2019 |doi=10.1139/cjp-2018-0423 |arxiv=1903.02940 |last1=Al-Modlej |first1=Abeer |last2=Alsaleh |first2=Salwa |last3=Alshal |first3=Hassan |last4=Ali |first4=Ahmed Farag |journal=Canadian Journal of Physics |volume=97 |issue=12 |pages=1317–1322 |bibcode=2019CaJPh..97.1317A |hdl=1807/96892 |s2cid=119507878 }}</ref><ref>{{cite arXiv |title=The black hole information paradox |eprint=hep-th/9508151 |author1-link=Steven Giddings |last1=Giddings |first1=Steven B. |year=1995 }}</ref><ref>{{cite journal |url=https://www.researchgate.net/publication/315696398 |doi=10.1209/0295-5075/118/50008|title=Virtual black holes from the generalized uncertainty principle and proton decay|year=2017|last1=Alsaleh|first1=Salwa|last2=Al-Modlej|first2=Abeer|last3=Farag Ali|first3=Ahmed|journal=Europhysics Letters|volume=118|issue=5|page=50008|arxiv=1703.10038|bibcode=2017EL....11850008A|s2cid=119369813}}</ref>

प्रोटॉन क्षय के अतिरिक्त बैरोन उल्लंघन के सैद्धांतिक तरीके हैं जिनमें 1 के अतिरिक्त बैरोन या लेप्टान संख्या के परिवर्तन के साथ वार्तालाप सम्मलित होती है (जैसा कि प्रोटॉन क्षय में आवश्यक है)। इनमें 2, 3, या अन्य नंबरों का B और L उल्लंघन, या B − L उल्लंघन सम्मलित था। ऐसे उदाहरणों में उच्च ऊर्जा और तापमान पर न्यूट्रॉन दोलन और इलेक्ट्रोवीक स्पैलेरॉन विसंगति सम्मलित हैं, जो प्रोटॉन के एंटीलेप्टोन<ref>{{Cite journal|doi = 10.1103/PhysRevD.92.045005|title = Bloch wave function for the periodic sphaleron potential and unsuppressed baryon and lepton number violating processes|year = 2015|last1 = Tye|first1 = S.-H. Henry|last2 = Wong|first2 = Sam S. C.|journal = Physical Review D|volume = 92|issue = 4|page = 045005|arxiv = 1505.03690|bibcode = 2015PhRvD..92d5005T|s2cid = 73528684}}</ref> या इसके विपरीत ([[लेप्टोजेनेसिस (भौतिकी)]] और गैर-जीयूटी बैरोजेनेसिस में एक प्रमुख कारक) के टकराव के बीच परिणाम दे सकते हैं।

== बैरियोजेनेसिस ==
{{Main|बैरियोजेनेसिस}}
आधुनिक भौतिकी की उत्कृष्ट समस्याओं में से एक [[ब्रह्मांड]] में एंटी[[मामला|स्थिति]] पर पदार्थ की प्रबलता है। ब्रह्मांड, एक पूरे के रूप में गैर-शून्य सकारात्मक बेरोन संख्या घनत्व प्रतीत होता है - अर्थात, पदार्थ उपलब्ध रहता है। चूंकि ब्रह्माण्ड विज्ञान में यह माना जाता है कि हम जो कण देखते हैं वे उसी भौतिकी का उपयोग करके बनाए गए थे जिसे हम आज मापते हैं, सामान्य रूप से यह अपेक्षा की जाती है कि समग्र बेरोन संख्या शून्य होनी चाहिए, क्योंकि पदार्थ और [[प्रतिपदार्थ]] समान मात्रा में बनाए गए होंगे। इसने समरूपता को तोड़ने के लिए कई प्रस्तावित तंत्रों को उत्पन्न किया है जो कुछ शर्तों के अनुसार सामान्य पदार्थ (एंटीमैटर के विपरीत) के निर्माण का पक्ष लेते हैं। यह असंतुलन असाधारण रूप से छोटा होता है, प्रत्येक 10000000000 (10<sup>10</sup>) कणों में 1 के क्रम में बड़े धमाके के बाद एक सेकेंड का एक छोटा अंश होता है, लेकिन अधिकांश पदार्थ और प्रतिकारक नष्ट हो जाने के बाद, वर्तमान ब्रह्मांड में सभी बाह्य पदार्थ और बहुत अधिक संख्या में [[बोसॉन]] के साथ शेष रह जाते है। 

अधिकांश भव्य एकीकृत सिद्धांत बेरोन संख्या समरूपता को स्पष्ट रूप से तोड़ते हैं, जो इस विसंगति के लिए जिम्मेदार होते है, सामान्यतः बहुत बड़े एक्स बोसोन (एक्स) या बड़े पैमाने पर हिग्स बोसोन ({{SubatomicParticle|Higgs boson}}) द्वारा मध्यस्थता वाली प्रतिक्रियाओं का आह्वान करते हैं। जिस दर पर ये घटनाएँ घटित होती हैं, वह बड़े पैमाने पर मध्यवर्ती एक्स या H<sup>0</sup> कणों के द्रव्यमान द्वारा नियंत्रित किया जाता है, यह मानकर कि ये प्रतिक्रियाएँ आज देखी जाने वाली अधिकांश बैरियन संख्या के लिए ज़िम्मेदार हैं, जिसके ऊपर दर होता है उसमे एक अधिकतम द्रव्यमान की गणना की जा सकती है आज के समय में पदार्थ की उपस्थिति की व्याख्या करना बहुत ही धीमी प्रक्रिया होती है। ये अनुमान भविष्यवाणी करते हैं कि बड़ी मात्रा में सामग्री कभी-कभी एक सहज प्रोटॉन क्षय प्रदर्शित करेगी।

== प्रायोगिक साक्ष्य ==
प्रोटॉन क्षय 1970 के दशक में प्रस्तावित विभिन्न भव्य एकीकृत सिद्धांतों (जीयूटीस) की प्रमुख भविष्यवाणियों में से एक है, यह अन्य प्रमुख [[चुंबकीय मोनोपोल]] का अस्तित्व है। 1980 के दशक की शुरुआत से ही दोनों अवधारणाएं प्रमुख प्रायोगिक भौतिकी प्रयासों का केंद्र रही हैं। आज तक, इन घटनाओं को देखने के सभी प्रयास विफल रहे हैं; चूंकि, ये प्रयोग प्रोटॉन के आधे जीवन पर निचली सीमा स्थापित करने में सक्षम हैं। वर्तमान में, सबसे त्रुटिहीन परिणाम जापान में [[सुपर-कमियोकांडे]] वाटर [[चेरेंकोव विकिरण]] डिटेक्टर से आते हैं: 2015 के एक विश्लेषण ने पॉज़िट्रॉन क्षय के माध्यम से 1.67 × 10<sup>34</sup> वर्षों के प्रोटॉन के आधे जीवन पर एक निचली सीमा रखी गयी थी<ref name="Bajc" /> और इसी प्रकार, 2012 का एक विश्लेषण एंटीम्यूऑन क्षय के माध्यम से 1.08×10<sup>34</sup> वर्षों के प्रोटॉन के आधे जीवन के लिए एक निचली सीमा दी गयी थी।<ref name="Nishino">
{{cite journal
 |author=H. Nishino
 |author2=Super-K Collaboration
 |author2-link=Super-Kamiokande
 |date=2012
 |title=Search for Proton Decay via {{SubatomicParticle|Proton+}} → {{SubatomicParticle|Positron}}{{SubatomicParticle|pion0}} and {{SubatomicParticle|Proton+}} → {{SubatomicParticle|Muon+}}{{SubatomicParticle|pion0}} in a Large Water Cherenkov Detector
 |journal=[[Physical Review Letters]]
 |volume=102 |issue=14 |pages=141801
 |doi=10.1103/PhysRevLett.102.141801
|bibcode=2009PhRvL.102n1801N
 |pmid=19392425
|arxiv=0903.0676|s2cid=32385768
 }}</ref> 10<sup>34</sup>-10<sup>36</sup> वर्षों की एक सुपरसिमेट्री (एसयूएसवाई) भविष्यवाणी के करीब होती है।<ref>[http://www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp/whatsnew/new-20091125-e.html "Proton lifetime is longer than 10<sup>34</sup> years"]. ''www-sk.icrr.u-tokyo.ac.jp''. 25 November 2009.</ref> एक उन्नत संस्करण, [[हाइपर-कामीकांडे]], संभवतः सुपर-कामीकांडे की तुलना में इसमें 5-10 गुना उत्तम संवेदनशीलता होती है।<ref name="Bajc" />
== सैद्धांतिक प्रेरणा ==
प्रोटॉन क्षय के लिए अवलोकन प्रमाण की कमी के अतिरिक्त, कुछ [[भव्य एकीकरण सिद्धांत]], जैसे एसयू (5) जॉर्जी-ग्लाशो मॉडल और एसओ (10), उनके सुपरसिमेट्रिक रूपों के साथ, इसकी आवश्यकता होती है। इस प्रकार के सिद्धांतों के अनुसार, प्रोटॉन का आधा जीवन लगभग {{10^|31}}~{{10^|36}} वर्ष का होता है और एक पॉज़िट्रॉन और एक तटस्थ पिओन में क्षय हो जाता है जो स्वयं तुरंत दो [[गामा विकिरण]] [[फोटोन]] में क्षय हो जाता है:

{| style="border: none; padding-left:3em; text-align:center;"
|- style="height: 2em;"
| {{SubatomicParticle|Proton+}} || → || {{SubatomicParticle|link=yes|Positron}} || + || {{math| {{SubatomicParticle|link=yes|Pion0}} }} || 
|- style="height: 2em;"
|  ||  ||  ||  || &emsp; └→ || {{math| 2{{SubatomicParticle|link=yes|Gamma}} }}
|}
चूंकि पॉज़िट्रॉन एक एंटीलेप्टन है, इसलिए यह क्षय {{nobr| {{mvar|[[B &minus; L]]}} }} संख्या को संरक्षित करता है, जो कि अधिकांश जीयूटीस में संरक्षित है।

अतिरिक्त क्षय मोड उपलब्ध हैं (जैसे: {{nobr| {{SubatomicParticle|Proton+}} → {{math| {{SubatomicParticle|link=yes|Muon+}} }} + {{math|{{SubatomicParticle|link=yes|Pion0}} }} }}),<ref name="Nishino" /> दोनों सीधे और जब <abbr शीर्षक = ग्रैंड यूनिफाइड थ्योरी>जीयूटी</abbr>-अनुमानित चुंबकीय मोनोपोल के साथ वार्तालाप के माध्यम से उत्प्रेरित होते हैं।<ref>
{{cite journal
 |first=B.V. |last=Sreekantan  |author-link=B. V. Sreekantan
 |date=1984
 |title=Searches for proton decay and superheavy magnetic monopoles
 |url=http://www.ias.ac.in/jarch/jaa/5/251-271.pdf
 |journal=[[Journal of Astrophysics and Astronomy]]
 |volume=5 |issue=3 |pages=251–271
 |doi=10.1007/BF02714542 |bibcode=1984JApA....5..251S  |s2cid=53964771
}}</ref> चूंकि इस प्रक्रिया को प्रयोगात्मक रूप से नहीं देखा जाता है, यह मेगाटन पैमाने पर भविष्य में नियुक्त बहुत बड़े पैमाने के डिटेक्टरों के लिए प्रायोगिक परीक्षण क्षमता के दायरे में है। इस प्रकार के डिटेक्टरों में हाइपर-कमियोकांडे सम्मलित होता हैं।

प्रारंभिक भव्य एकीकरण सिद्धांत (जीयूटीस) जैसे कि जॉर्जी-ग्लाशो मॉडल, जो प्रोटॉन क्षय का सुझाव देने वाले पहले सुसंगत सिद्धांत थे, जिसने माना कि प्रोटॉन का आधा जीवन कम से कम 10<sup>31</sup> वर्ष का होता है। जैसा कि 1990 के दशक में और प्रयोग और गणनाएँ की गईं जिससे यह स्पष्ट हो गया कि प्रोटॉन का आधा जीवन 10<sup>32</sup> वर्ष से कम नहीं हो सकता है। उस अवधि की कई पुस्तकें इस आंकड़े को बायोरोनिक पदार्थ के संभावित क्षय समय के लिए संदर्भित करती हैं। अधिक हाल के निष्कर्षों ने सरल जीयूटीस (न्यूनतम एसयू(5) / जॉर्जी-ग्लाशो सहित) और अधिकांश गैर-एसयूएसवाई मॉडल को खारिज करते हुए न्यूनतम प्रोटॉन आधा जीवन को कम से कम {{10^|34}}~{{10^|35}} वर्ष तक धकेल दिया जाता है। प्रोटॉन जीवनकाल पर अधिकतम ऊपरी सीमा (यदि अस्थिर है), की गणना 6 × 10<sup>39</sup> वर्षों में की जाती है, जो एसयूएसवाई मॉडल<ref name="Nath-Perez-2007">
{{cite journal
 |first1=Pran  |last1=Nath   
 |first2=Pavel |last2=Fileviez Pérez
 |year=2007
 |title=Proton stability in grand unified theories, in strings and in branes
 |journal=Physics Reports
 |volume=441  |issue=5–6  |pages=191–317
 |arxiv=hep-ph/0601023  |bibcode=2007PhR...441..191N
 |doi=10.1016/j.physrep.2007.02.010  |s2cid=119542637
}}</ref> अधिकतम (न्यूनतम) गैर-एसयूएसवाई जीयूटीस के लिए 1.4 × 1036 वर्ष तक लागू होती है।<ref name=Nath-Perez-2007/>{{rp|style=ama|at=part&nbsp;5.6}}

चूंकि इस परिघटना को "प्रोटॉन क्षय" कहा जाता है, लेकिन इस प्रभाव को परमाणु नाभिक के अंदर स्थित [[न्यूट्रॉन]] में भी देखा जा सकता है। मुक्त न्यूट्रॉन - जो एक परमाणु नाभिक के अंदर नहीं हैं - पहले से ही [[बीटा क्षय]] नामक प्रक्रिया में प्रोटॉन (और एक इलेक्ट्रॉन और एक एंटीन्यूट्रिनो) में क्षय के लिए जाने जाते हैं। [[कमजोर अंतःक्रिया]] के कारण मुक्त न्यूट्रॉन का अर्ध-जीवन 10 मिनट (610.2±0.8 सेकेंड)<ref name="RPP">
{{cite journal
 |first1=K. A. |last1=Olive
 |collaboration=Particle Data Group
 |display-authors=etal
 |date=2014
 |title=Review of Particle Physics – {{mvar|N}} Baryons
 |url=http://pdg.lbl.gov/2015/tables/rpp2015-sum-baryons.pdf
 |journal=[[Chinese Physics C]]
 |volume=38 |issue=9 |page=090001
 |doi=10.1088/1674-1137/38/9/090001 |arxiv=astro-ph/0601168
 |bibcode=2014ChPhC..38i0001O
|s2cid=118395784
 }}
</ref> का होता है। एक नाभिक के अंदर बंधे न्यूट्रॉन का आधा जीवन बहुत लंबा होता है - सामान्यतः प्रोटॉन जितना बड़ा होता है।

== प्रक्षेपित प्रोटॉन जीवनकाल ==
{| class="wikitable"
|-
! सिद्धांत वर्ग
! प्रोटॉन जीवनकाल (वर्ष)<ref>{{Cite journal |last=Bueno |first=Antonio |last2=Melgarejo |first2=Antonio J |last3=Navas |first3=Sergio |last4=Dai |first4=Zuxiang |last5=Ge |first5=Yuanyuan |last6=Laffranchi |first6=Marco |last7=Meregaglia |first7=Anselmo |last8=Rubbia |first8=André |date=2007-04-11 |title=Nucleon decay searches with large liquid Argon TPC detectors at shallow depths: atmospheric neutrinos and cosmogenic backgrounds |url=http://stacks.iop.org/1126-6708/2007/i=04/a=041?key=crossref.289d2df8e7c5228ed3c2136a08194b62 |journal=Journal of High Energy Physics |volume=2007 |issue=04 |pages=041–041 |doi=10.1088/1126-6708/2007/04/041 |issn=1029-8479|arxiv=hep-ph/0701101 }}</ref>
! प्रयोगात्मक रूप से खारिज कर दिया?
|-
| मिनिमल एसयू(5) ([[जॉर्जी-ग्लाशो]])
| 10<sup>30</sup>–10<sup>31</sup>
| {{success|Yes}}
|-
| मिनिमल [[एसयूएसवाई]] एसयू(5)
| 10<sup>28</sup>–10<sup>32</sup>
| {{success|Yes}}
|-
| [[एसयूजीआरऐ]] एसयू(5)
| 10<sup>32</sup>–10<sup>34</sup>
| {{success|Yes}}
|-
| एसयूएसवाई एसओ(10)
| 10<sup>32</sup>–10<sup>35</sup>
| {{partial success|Partially}}
|-
| एसयूएसवाई एसयू(5) ([[Minimal Supersymmetric Standard Model|एमएसएसएम]])
| ~10<sup>34</sup>
| {{partial success|Partially}}
|-
| एसयूएसवाई एसयू(5) - 5 आयाम
| 10<sup>34</sup>–10<sup>35</sup>
| {{partial success|Partially}}
|-
| एसयूएसवाई एसओ(10) एमएसएसएम जी(224)
| 2·10<sup>34</sup>
| {{failure|No}}
|-
| मिनिमल (बेसिक) एसओ(10) - नॉन-एसयूएसवाई
| < ~10<sup>35</sup> (अधिकतम सीमा)
| {{failure|No}}
|-
| [[फ़्लिप एसयू]](5) (एमएसएसएम)
| 10<sup>35</sup>–10<sup>36</sup>
| {{failure|No}}
|-
|}
वैनिला एसयू(5) में प्रोटॉन के जीवनकाल का सहज अनुमान लगाया जा सकता है <math>\tau_p\sim\frac{M_X^4}{m_p^5}</math><ref>{{cite journal |last1=Chanowitz |first1=Michael S. |last2=Ellis |first2=John |last3=Gaillard |first3=Mary K. |title=The price of natural flavour conservation in neutral weak interactions |journal=Nuclear Physics B |date=3 October 1977 |volume=128 |issue=3 |pages=506–536 |doi=10.1016/0550-3213(77)90057-8 |issn=0550-3213|bibcode=1977NuPhB.128..506C |s2cid=121007369 |url=http://cds.cern.ch/record/878518 }}</ref> जो सामान्यतः वर्तमान प्रयोगात्मक निचली सीमा में लगभग µ ~ 2×1016 [[GeV]]/c2 के पुनर्एकीकरण पैमाने के साथ सुपरसिमेट्रिक जीयूटीस 10<sup>34</sup> वर्ष का जीवनकाल उत्पन्न करते हैं।

== क्षय संचालक ==

=== आयाम-6 प्रोटॉन क्षय संचालक ===
[[शास्त्रीय स्केलिंग आयाम|मौलिक स्केलिंग आयाम]] -6 प्रोटॉन क्षय संकारक हैं <math>\frac{qqql}{\Lambda^2}</math>, <math>\frac{d^c u^c u^c e^c}{\Lambda^2}</math>, <math>\frac{\overline{e^c}\overline{u^c}qq}{\Lambda^2}</math> और <math>\frac{\overline{d^c}\overline{u^c}ql}{\Lambda^2}</math> जहाँ <math>\Lambda</math> मानक मॉडल के लिए [[कटऑफ (भौतिकी)]] होता है। ये सभी ऑपरेटर बैरोन संख्या (बी) और लेप्टन संख्या (एल) संरक्षण का उल्लंघन करते हैं, लेकिन ये दोनों बी-एल नहीं होते हैं।

जीयूटी मॉडल में, Λ <sub>जीयूटी</sub> द्रव्यमान के साथ X या Y बोसोन के आदान-प्रदान से अंतिम दो ऑपरेटरों को दबा दिया जाता है <math>\frac{1}{\Lambda_{GUT}^2}</math> द्रव्यमान के साथ एक ट्रिपल हिग्स का आदान-प्रदान <math>M</math> सभी ऑपरेटरों को दबा सकता है

<math>\frac{1}{M^2}</math> डबलट-ट्रिपल विभाजन समस्या देखें।

<gallery caption="प्रोटॉन क्षय, ये ग्राफिक्स [[X और Y बोसॉन|X बोसोन]] और [[हिग्स बोसोन]] को संदर्भित करते हैं।" widths="250px" heights="300px" perrow="3">
Image:Proton decay2.svg|आयाम-6 प्रोटॉन क्षय द्वारा मध्यस्थता<br>'''X boson (3,2){{su|b=−{{frac|5|6}}}}''' in SU(5) GUT
Image:proton decay3.svg|आयाम-6 प्रोटॉन क्षय द्वारा मध्यस्थता<br>'''X boson (3,2){{su|b={{frac|1|6}}}}''' in flipped SU(5) GUT
Image:proton decay4.svg|आयाम-6 प्रोटॉन क्षय द्वारा मध्यस्थता<br>'''triplet Higgs T (3,1){{su|b=−{{frac|1|3}}}}''' and the<br>'''anti-triplet Higgs {{overline|T}} ({{overline|3}},1){{su|b={{frac|1|3}}}}''' in SU(5) GUT
</gallery>











=== आयाम-5 प्रोटॉन क्षय ऑपरेटर्स ===
सुपरसिमेट्रिक एक्सटेंशन (जैसे कि [[न्यूनतम सुपरसिमेट्रिक मानक मॉडल]]) में, हमारे पास आयाम -5 ऑपरेटर भी हो सकते हैं जिनमें द्रव्यमान M के [[ट्रिपलटिनो]] के आदान-प्रदान के कारण दो फ़र्मियन और दो स्फ़र्मियन सम्मलित होते हैं। इसके बाद [[स्फ़र्मियन]] एक [[गोगिनो]] या [[हिग्सिनो]] या [[गुरुत्वाकर्षण]] का आदान-प्रदान करते है और दो फर्मीनों को छोड़ देते हैं। सम्पूर्ण [[फेनमैन आरेख]] में एक लूप (और अन्य जटिलताएं जो प्रबल अन्योन्य भौतिकी के कारण) होता है। इस क्षय दर को दबा दिया जाता है <math>\frac{1}{M M_\text{SUSY}}</math> जहां M <sub>एसयूएसवाई</sub> [[सुपरपार्टनर्स]] का मास स्केल होता है।

=== आयाम-4 प्रोटॉन क्षय संचालक ===

[[Image:R-parity violating decay.svg|frame|right]]द्रव्य समानता के अभाव में, मानक मॉडल के सुपरसिमेट्रिक एक्सटेंशन से डाउन क्वार्क द्रव्यमान के व्युत्क्रम वर्ग द्वारा दबाए गए अंतिम ऑपरेटर को उत्पन्न किया जा सकता है। यह आयाम-4 ऑपरेटरों के कारण होता है {{SubatomicParticle|Quark}}{{SubatomicParticle|Lepton}}{{SubatomicParticle|Down squark}}<sup>C</sup> और {{SubatomicParticle|Up quark}}<sup>C</sup>{{SubatomicParticle|Down quark}}<sup>C</sup>{{SubatomicParticle|Down squark}}<sup>C</sup>.

प्रोटॉन क्षय दर <math>\frac{1}{M_\text{SUSY}^2}</math> द्वारा दबाई जाती है, जो बहुत तेज होती है और यह तबतक दबाई जाती है जब तक कि कपलिंग बहुत छोटी ना हों जाये।











== यह भी देखें ==
* [[ब्रह्मांड की आयु]]
* बी - एल
* वर्चुअल ब्लैक होल
* कमजोर हाइपरचार्ज
* एक्स और वाई बोसोन

==संदर्भ==
{{Reflist}}


== अग्रिम पठन ==
* {{cite journal
 |author=C. Amsler
 |author2=Particle Data Group
 |author2-link=Particle Data Group
 |date=2008
 |title=Review of Particle Physics – ''N'' Baryons
 |url=http://pdg.lbl.gov/2008/tables/rpp2008-tab-baryons-N.pdf
 |journal=[[Physics Letters B]]
 |volume=667 |issue=1
 |pages=1–6
 |doi= 10.1016/j.physletb.2008.07.018
|bibcode = 2008PhLB..667....1A |hdl=1854/LU-685594
 |s2cid=227119789
 |hdl-access=free
 }}
*{{cite journal
 |author=K. Hagiwara
 |author2=Particle Data Group
 |author2-link=Particle Data Group
 |date=2002
 |title=Review of Particle Physics – ''N'' Baryons
 |url=http://pdg.lbl.gov/2002/bxxxn.pdf
 |journal=[[Physical Review D]]
 |volume=66 |issue=1
 |page=010001
 |doi= 10.1103/PhysRevD.66.010001
|bibcode = 2002PhRvD..66a0001H }}
*{{cite book
 |author=F. Adams
 |author2=G. Laughlin
 |date=2000-06-19
 |title=The Five Ages of the Universe : Inside the Physics of Eternity
 |isbn=978-0-684-86576-8
}}
*{{cite book
 |author=L.M. Krauss
 |title=Atom : An Odyssey from the Big Bang to Life on Earth
 |isbn=978-0-316-49946-0
 |year=2001
 |url-access=registration
 |url=https://archive.org/details/atomodysseyfromt00krau
 }}
*{{cite journal
 |author=D.-D. Wu
 |author2=T.-Z. Li
 |title=Proton decay, annihilation or fusion?
 |journal=[[Zeitschrift für Physik C]]
 |volume=27 |issue=2 |pages=321–323
 |doi= 10.1007/BF01556623
 |bibcode=1985ZPhyC..27..321W
|year=1985
 |s2cid=121868029
 }}
*{{cite journal
 |author=P. Nath
 |author2=P. Fileviez Perez
 |date=2007
 |title=Proton stability in grand unified theories, in strings and in branes
 |journal=[[Physics Reports]]
 |volume=441
 |issue=5–6 |pages=191–317
 |doi=10.1016/j.physrep.2007.02.010
 |arxiv=hep-ph/0601023
|bibcode = 2007PhR...441..191N |s2cid=119542637
 }}


==बाहरी संबंध==
* [http://hep.bu.edu/~superk/pdk.html Proton decay at एसयूper-Kamiokande]
* [http://www-personal.umich.edu/~jcv/imb/imb.html Pictorial history of the IMB experiment]
* {{cite conference
 |author=Luciano Maiani
 |author-link=Luciano Maiani
 |date=8 February 2006
 |title=The problem of proton decay
 |url=http://axpd24.pd.infn.it/NO-VE2006/talks/NOVE_Maiani.pdf
 |conference-url=http://axpd24.pd.infn.it/NO-VE2006/
 |conference=Third NO-VE International Workshop on Neutrino Oscillations in Venice
 |location=Venice
}}

{{DEFAULTSORT:Proton decay}}        

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