Kvantová nestabilita hmoty

Naše běžná každodenní zkušenost říká, že hmota sice může měnit tvar, objem, formu, chemickou strukturu atd., ovšem nelze ji beze zbytku nijak zničit.

Dokonce i tak „destruktivní“ děj, jako je hoření, není na mikroskopické úrovni nic jiného než chemický proces, při němž se uvolňuje energie v důsledku pouhého přeskupení zúčastněných atomů, a zejména pak jejich atomových obalů. Počet jejich klasických konstituentů, tj. protonů a neutronů v jádrech a elektronů v atomových obalech, se tedy zachovává a hmota pouze přechází z jednoho stavu do jiného.

Ponoříme-li se ovšem ještě o úroveň níže, tj. uvažujeme-li např. procesy přirozené radioaktivity některých těžkých atomových jader, je odpovídající charakteristická energie tak veliká, že díky Einsteinovu E = mc² může dojít nejenom k přeuspořádání uvažovaného systému, ale též ke zrodu zcela nových částic. Typickým příkladem takového děje je beta-rozpad neutronu (viz obr. 1), tj. proces, kdy se některý z nich rozpadne na kladně nabitý proton, záporný elektron a tzv. neutrino (neutrino je velmi lehká a nesmírně obtížně detekovatelná subjaderná částice, jakýsi neutrální „malý bratříček“ elektronu). Na první pohled je patrné, že v koncovém stavu je o jednu klasickou konstituentní částici více než na počátku, a beta-rozpad tudíž představuje příklad procesu, v němž se počty částic zjevně mění.