被束縛在原子核裡的中子很穩定, 但自由中子的壽命大約只有1 5 分鐘, 它會進行貝塔衰變, 產生一個質子, 一個電子和一個反中微子. 測量自由中子的壽命有兩種主要方法, 一種是根據衰變產物來推算, 另一種是把中子束縛在容器裡, 統計特定時間後剩下的中子數量.
到目前為止, 這兩種方法的測量結果始終存在約8 秒的差異, 根據衰變推算的結果約為8 8 8 秒, 束縛在容器裡的方法為8 7 9 . 6 秒. 這有可能是因為存在系統誤差, 但也可能是因為中子還有不為人知的衰變方式, 只統計貝塔衰變會把中子壽命估計得過長.
英國《新科學家》雜誌最近報道, 美國加利福尼亞大學聖迭戈分校的兩位物理學家提出, 中子可能衰變成暗物質粒子. 中子每發生一百次衰變, 大約有一次是這樣的 '暗衰變' , 產生的暗物質粒子質量與中子相近.
根據這個新模型, 暗衰變會產生特定能量的單色光子和電子- 正電子對, 尋找這些粒子可以檢驗該理論是否正確. 如果得到證據支援, 這將是暗物質研究方面的一大突破; 另一方面, 確定自由中子的壽命也對物理學有重要意義.
根據目前的宇宙模型, 我們熟悉的物質只佔宇宙的約5 % , 另有約2 7 % 是除引力外基本不與普通物質相互作用的 '暗物質' , 還有約6 8 % 是產生斥力而不是引力的 '暗能量' . 對於暗物質的本質, 科學界提出了多種設想, 包括一些假想中的粒子, 如大質量弱相互作用粒子, 軸子, 惰性中微子等, 但迄今尚無確切證據支援任何一種理論.