中子、質子、電子是構成元素的三種粒子，而所有的元素都有同位素，所以幾乎所有的元素其原子核中都有中子，自然界中的物質都包括中子，人體也有無數箇中子，但是地球自然界中卻幾乎不存在脫離原子核的單獨的中子，因為中子脫離原子核後就會發生貝塔β衰變，形成一個由質子和電子組成的氫原子。

科學家們研究發現，中子貝塔衰變本質上是中子中的下夸克（d夸克）變成了上夸克（u夸克），同時釋放出一個電子和一箇中微子，不過中微子會以能量的形式發散出去，這個時候中子就變成了質子，釋放的電子會圍繞在質子的周圍，因此也可以說這個中子透過貝塔衰變變成了一個氫原子。

先前科學家們推測中子貝塔衰變的時間在14~16分鐘之間，不過一直沒有精確的時間，理論計算其較為精確的衰變時間在14。6分鐘左右。不過近期一項發表於《物理評論快報》的新研究表明，中子壽命為877。75秒，或為約14。629分，其不確定度為0。039%，約合0。005分鐘。這一結果與理論計算的結果基本一致。

該研究的測量實驗被稱為真空瓶超冷中子壽命實驗（UCNτ，UCN指超冷中子，τ指中子壽命），這類的觀測實驗早在十多年前就有了，但最新公佈的結果是基於三四年前執行的兩個實驗。這樣的試驗並不容易操作，因為自由中子本身很容易找到原子並和原子核相結合，因此必須將中子放置於真空瓶中，以避免它們融入到氣態分子中，而且必須降低中子的活動速度，因此瓶中的溫度被降低到接近絕對0度，物質和粒子的活動量都極低，使得中子與超冷狀態得以儲存較長時間。

研究人員們是讓中子與固態的寒冷的氘相互作用，使中子失去能量，從而將中子減速到超低溫度的。這些中子被放入浴缸大小的真空瓶中，裡面有約4000塊磁鐵，強磁場對中子起到了約束作用，可以阻止它們與瓶子表面接觸，因此這些超冷中子可以得以長時間儲存，最長可儲存11天。

在兩年多的時間中，研究者們共透過兩個試驗觀察到了4000萬個中子，發現了中子壽命的標準時間是877。75秒，為了消除實驗中人為因素造成的偏差，研究者們將觀察人員分成三個小組，分別由美國加州理工學院、印第安納大學以及洛斯·阿拉莫斯國家實驗室的同領域研究者來負責，實驗中想方設法避免了時間上的失誤，結束後三個小組發現雖然他們的資料處理方式不同，但是得出的時間結果卻基本相同，於是研究者們得出中子貝塔衰變的平均時間為877。75秒，計算精度優於萬分之四，是迄今為止關於中子貝塔衰變時間的最精確的結果。

不過奇怪的是，如果用不同於真空瓶試驗法的約束法試驗（觀察一束中子，計算中子衰變時出現的質子數），會發現中子貝塔衰變的時間延長了9秒左右，原因至今不明，這說明兩種測量方法之間仍然存在分歧，可能其中一種方法存在系統性錯誤，不然就是中子衰變現象中還存在一些不被我們所理解的未知事物。

參考資料：

《環球網》10月20日文章《迄今最精確的中子壽命測量結果出爐》