被束缚在原子核里的中子很稳定, 但自由中子的寿命大约只有1 5 分钟, 它会进行贝塔衰变, 产生一个质子, 一个电子和一个反中微子. 测量自由中子的寿命有两种主要方法, 一种是根据衰变产物来推算, 另一种是把中子束缚在容器里, 统计特定时间后剩下的中子数量.
到目前为止, 这两种方法的测量结果始终存在约8 秒的差异, 根据衰变推算的结果约为8 8 8 秒, 束缚在容器里的方法为8 7 9 . 6 秒. 这有可能是因为存在系统误差, 但也可能是因为中子还有不为人知的衰变方式, 只统计贝塔衰变会把中子寿命估计得过长.
英国《新科学家》杂志最近报道, 美国加利福尼亚大学圣迭戈分校的两位物理学家提出, 中子可能衰变成暗物质粒子. 中子每发生一百次衰变, 大约有一次是这样的 '暗衰变' , 产生的暗物质粒子质量与中子相近.
根据这个新模型, 暗衰变会产生特定能量的单色光子和电子- 正电子对, 寻找这些粒子可以检验该理论是否正确. 如果得到证据支持, 这将是暗物质研究方面的一大突破; 另一方面, 确定自由中子的寿命也对物理学有重要意义.
根据目前的宇宙模型, 我们熟悉的物质只占宇宙的约5 % , 另有约2 7 % 是除引力外基本不与普通物质相互作用的 '暗物质' , 还有约6 8 % 是产生斥力而不是引力的 '暗能量' . 对于暗物质的本质, 科学界提出了多种设想, 包括一些假想中的粒子, 如大质量弱相互作用粒子, 轴子, 惰性中微子等, 但迄今尚无确切证据支持任何一种理论.