Il neutrone libero, ovvero non appartenente a un nucleo del quale fanno parte altri nucleoni, è una particella instabile. Significa che dopo un certo tempo decade, dando luogo a un protone, un elettrone e un antineutrino elettronico. Tale tempo è il tempo di vita del neutrone ma non può essere determinato in modo assoluto prima che il decadimento abbia luogo. In meccanica quantistica si parla di probabilità di un evento e pertanto si può dare una stima del tempo di vita "medio" del neutrone.

Tale tempo "medio" è di circa 15 minuti. Ciò significa che, se esaminassimo molti decadimenti di neutroni liberi vedremmo le disintegrazioni avvenire a vari tempi tali che, se ne si calcolasse la media, questa sarebbe pari a circa un quarto d'ora.