重子数（baryon number）

为什么普通的质子——每个氢原子的核心——似乎永远不会散架？仅从能量上看，它本可以衰变成更轻的粒子——可质子已经安坐在原子里数十亿年纹丝不动。原因看来是一条记账规则，叫做重子数：自然似乎在为某一类重物质记一笔流水账，而这笔账不能改变。

用现代说法，重子数是对夸克的一种计数。每个夸克算作 +1/3 个重子，每个反夸克算作 -1/3。于是质子或中子（各由三个夸克组成）的重子数为 +1；介子（由一个夸克和一个反夸克组成）的重子数为 0；反质子为 -1。在任何反应中，反应前的总重子数必须等于反应后的总重子数。这正是为什么质子（重子数 +1）不能直接衰变成一个正电子加一个光子（二者重子数都为 0）：没有任何东西来承接那个 +1，所以衰变被禁止。质子是带重子数 +1 的最轻粒子，它没有更轻的去处——于是它得以存活。

与电荷不同，重子数守恒是一条观测到的规则，并非由标准模型某种深层对称性所保证。许多试图超越标准模型的理论——比如大统一理论——都预言质子应该极偶尔地衰变，从而破坏重子数。巨大的地下探测器多年来盯着庞大的水箱，盼着捕捉到哪怕一次质子衰变；至今从未见到，这已经告诉我们质子的寿命超过约 10^34 年。一旦确证重子数被破坏，将是里程碑式的发现，而它或许也是宇宙由物质而非反物质构成的原因之一。