Свободный нейтрон имеет среднее время жизни τ₀ = 879.4 сек, но это значение соответствует времени жизни в собственной системе отсчёта, в которой он неподвижен. В системе отсчёта, относительно которой нейтрон двигается, время жизни свободного нейтрона (t) удлиняется за счёт релятивистской поправки: t = γτ₀, где γ = E/m — гамма фактор нейтрона с энергией Е и массой m.
Например нейтрон с кинетической энергией Ek = 50 МэВ, рождённый в Солнечной вспышке, практически не имеет шансов долететь до Земли, а при энергии E = 1 ПэВ (10¹⁵ эВ) нейтрон, рождённый в центре нашей галактики, пройдя ~8.5 кпарсек, имеет все шансы быть зарегистрированым детекторами землян.
Совсем другие проблемы возникают у нейтронов в составе ядер. Нейтрон, связанный ядерными силами внутри стабильного атомного ядра (например дейтерий, D) не распадается и может существовать сколь угодно долго. Почему? Любовь к протону? Нет, причина более прозаичная — Запрет Паули. Внутри стабильного ядра для нейтрона не существует другого квантового состояния, так как состояние протона уже занято и занять это же состояние, рождённому от распада нейтрона, протону не дано. Ровно так же дела обстоят и для других стабильных ядер.
Внутри нейтронных звёзд жизнь нейтронов сложнее. Всё внутреннее пространство состоит из газа вырожденных нейтронов, электронов и сверхпроводящей жидкости протонов. Поскольку плотность ядра звезды приближается к плотности атомного ядра, отношение нейтронов к протонам и электронам приближается к 8:1:1. Это соотношение представляет собой равновесие между распадом нейтрона на протон + электрон + антинейтрино (β⁻ -распад) и рождением нейтрона от распада протона на нейтрон + позитрон + нейтрино (β⁺ -распад). Такие дела.