你有没有想过，一个看似“普通”的质子，竟然比它的“兄弟”中子还轻？这可不是什么简单的数字差异——它背后藏着宇宙最深层的物理密码。今天，我们就用问答形式，带你揭开这个让科学家们困惑了半个多世纪的秘密。
问：质子和中子的质量差有多大？
答：质子质量约为1.6726 × 10⁻²⁷千克，而中子稍重一点，约1.6749 × 10⁻²⁷千克——差了大约0.14%。听起来很小？但在粒子世界里，这已经足够让中子“不稳定”，而质子却能稳稳地活上万亿年！
问：为什么质子比中子轻？这不是违反能量守恒吗？
答：不违反！关键在于“夸克结构”。质子由两个上夸克（u）和一个下夸克（d）组成（uud），而中子是udd。上夸克质量约2.3 MeV/c²，下夸克约4.8 MeV/c²——也就是说，中子多了一个更重的下夸克。但这还不是全部！
问：那为什么不是“质量越大越稳定”？比如中子会衰变？
答：这就是量子世界的神奇之处！中子在自由状态下平均寿命约15分钟，会通过弱相互作用衰变成质子、电子和反中微子（n → p + e⁻ + ν̄ₑ）。为什么？因为质子的质量更低，能量更低，系统趋向于更稳定的状态。就像山上的石头滚下来一样——能量低的才是赢家。
问：这个质量差对宇宙有什么影响？
答：太重要了！如果中子比质子轻，那么宇宙早期的核合成将完全不同——氢原子可能无法稳定存在，水、碳、氧这些生命基石都不会出现。正是这个小小的质量差，让质子成为宇宙中最稳定的粒子之一，也让我们得以存在。
问：科学家是怎么测出来的？
答：靠精密仪器！比如美国国家标准与技术研究院（NIST）用磁瓶囚禁单个离子，再用电场测量其回旋频率——频率和质量成正比。这种“离子阱质谱法”精度可达十亿分之一级别，堪称现代物理学的奇迹。
所以你看，一个质子比中子轻一点点，不只是数字游戏，而是宇宙选择我们存在的前提。下次看到氢气球升空时，不妨想一想：那轻盈的气体，其实藏着整个宇宙的重量。
