Il neutrone libero (n) è instabile, va incontro al cosiddetto decadimento beta negativo (𝛽-) e ha una vita media di circa 14 minuti e 40 secondi. Il neutrone decade in un protone (p), un elettrone (e-) ed un antineutrino elettronico (ν̄e).
Inizialmente il neutrone decade in un protone e in un bosone dell’interazione debole di carica negativa (w-), il bosone a sua volta, dopo un brevissimo intervallo di tempo, decade nell’elettrone e nell’antineutrino elettronico.
Il neutrone è formato da un quark up (u) e due quarks down (d), mentre il protone è formato da due quarks up e un quark down. A livello di quarks, il decadimento beta negativo è spiegabile col fatto che un quark down del neutrone decade in un quark up, in un elettrone e in antineutrino elettronico, sempre con l’intermediazione del bosone, dunque a livello di combinazione di quarks, il neutrone libero si trasforma in un protone.