氦-2原子核,或者叫双质子,在形成之后的极短时间内就会衰变,不存在稳定的形式。由于核力的自旋-自旋间耦合和泡利不相容原理,氦-2原子核中的两个质子自旋角动量相反,使其原子核拥有负的结合能,它需要比现在强2%以上的强互作用力才能稳定存在。
已经知道发射双质子的衰变[1]和核聚变中暂时的双质子[2],它们会在十亿分之一秒内分开或其中一个质子变为中子,而不会成为氦-2原子。
拿加速器将两个0.7兆电子伏特以上的质子打在一起,形成的双质子有超过99.99%的概率在小于1纳秒的时间内衰变成两个质子并分开。双质子衰变成氘原子核的概率低于万分之一。
太阳核心里的质子没有这么大能量。目前的解释是质子靠量子隧穿强行越过库伦障壁,如此一来两个质子聚变为氘原子核的反应在太阳核心里平均耗时90亿年~140亿年。
双质子不是“XX力变成XX力”形成的,强互作用力能起作用的距离范围远远低于氢分子内原子核间的距离。
在氦-2稳定存在的宇宙中,恒星核反应会变得更激烈,对原初核合成和恒星核合成也造成影响[3],不太可能允许我们这样的人类存在。