1927年埃利斯和伍斯特发现原子核在β衰变中发射电子的平均能量并不等于β电子的最大能量，并在1930年被迈特纳和奥尔斯曼证实以后，一个危机就很明显地出现了，有些人开始怀疑在β放射性过程中能量是不是还遵循能量守恒定律， 泡利则提出了中微子假说。查德威克在1932年发现中子之后，费米于1933年提出了他的β衰败理论：原子核内(或外)的中子自发地转变为一个质子、一个电子和一个中微子。根据基本粒子的标准模型，质子由两个u夸克和一个d夸克组成，中子由一个u夸克和两个d夸克组成；在β衰变中，中子内的一个d夸克发射一个中间玻色子Ｗ^—后变成一个质子，接着Ｗ^—粒子转变成一个电子和一个反电子中微子。这里反电子中微子与泡利提出的中微子对应，只参与弱相互作用。

基本粒子的标准模型是从20世纪60年代中期到80年代中期逐步建立并完善起来的，迄今尚未发现超越这框架的新的实验事实。粒子物理学家现在研究的问题包括：是否存在与这个标准横型不符合的事实？也即是该模型适用的范围。其次，如果超越这个模型框架，则可能的新依据及新框架是什么？ 中子衰变的能量失踪之谜似乎已经得到了很好的解释，即失踪的能量是被反电子中微子带走了。但是细究之下发现，旧的问题解决了，却带来了以下新问题。首先，在标准模型中， d夸克与u夸克的质量几乎相同，约为300MeV，二者的质量差应该小于１MeV；根据能量守恒定律，一个d夸克发射的中间玻色子Ｗ^-的质量应该小于ｄ夸克与ｕ夸克的质量差；但是在ｄ夸克变成ｕ夸克的过程中发射的Ｗ^-粒子的质量为82000MeV远远超过这个质量差；同样，Ｗ^—粒子的质量也远远大于它的衰变产物电子和中微子的质量和。也就是说，不仅在中间玻色子Ｗ^—的产生过程中强烈破坏了能量守恒定律，而且在其衰变过程中同样强烈地破坏了能量守恒定律。其次，根据标准模型，弱相互作用仅限于核子内部，不会受到其它核子的影响，也就是说，一个自由中子的寿命与原子核内中子的寿命应该是一样的，这显然与已知的实验事实相悖。例如，自由中子的寿命只有10.6分钟；在发生中子衰变（β衰变）元素中，²⁸Al的半衰期是2.24分钟，⁶³Ni是100年，¹⁴C是5370年，而很多元素非常稳定的，不会发生衰变。

综上所述，中子衰变之谜尚未揭示，大家仍须努力。

刘山亮                                                                                                                                          2023.07.05