Neutron

A Wikipédiából, a szabad lexikonból.

A neutron kvarkszerkezete

A neutron az atommag egyik összetevője, ezért a protonnal együtt nukleonnak nevezzük. Jele: n. A neve a latin neutral (semleges) szóból ered amihez egy görög -on végződést kapcsoltak.

A neutron adatai (CODATA szerint)
Elektromos töltés	0 C (semleges)
Nyugalmi tömeg	1,008 664 915 78(55) u = 1,674 927 16(13)⋅10^-27 kg = 1838,683 6550(40) × m_e
Nyugalmi energia	939,565 330(38) MeV = 1,505 349 46(12)⋅10^-10 J
Mmágneses momentum	-0,966 236 40(23)⋅10^-26 J T^-1
Spin	1/2 (fermion)
Izospin	1/2 (fermion)
Kvarkszerkezet	2 Down, 1 Up (barion)
Élettartam szabad neutronként	~886 s = ~15 perc

[szerkesztés] Felfedezése

1930-ban Walther Bothe és H. Becker (Németország) azt találták, hogy ha nagyenergiájú alfa-részecskékkel bizonyos könnyű elemeket (berillium, bór, lítium) bombáznak, akkor egy rendkívüli áthatolóképességű sugárzás keletkezik. Először ezt röntgen-sugárzásnak gondolták, bár annál is nagyobb volt az áthatolóképessége, és az eredményeket nagyon nehéz volt ily módon értelmezni.

A következő eredményt 1932-ben Irène Joliot-Curie és Frédéric Joliot publikálták. Ha a kijövő sugárzást paraffinra, vagy más hidrogéntartalmú anyagra bocsájtották, akkor abból nagy energiájú protonok lökődtek ki. Ezt még nehezebb volt röntgen-sugárzással magyarázni.

A neutront végül James Chadwick fedezte fel, aki ezért Nobel-díjat kapott. Sokféle kísérletet végzett arra, hogy kizárja a röntgensugárzási elméletet. Azt feltételezte, hogy egy protonnal nagyjából egyező tömegű semleges részecske lökődik ki. Ezt a feltételezését több kísérlet elvégzésével igazolta is. A részecskét semleges volta miatt nevezték el neutronnak. (neutral=semleges)

Chadwick egyik kísérlete: alfa-részecskével (hélium-atommag) bombázott berilliumot, miközben neutron megjelenését tapasztalta:

${4 \atop 2}\mathrm{He}+{9 \atop 4}\mathrm{Be}\quad\rightarrow\quad{12 \atop 6}\mathrm{C}+{1 \atop 0}\mathrm{n} \quad +5,76\mathrm{MeV}$

A felső indexben levő szám a tömegszámot (protonszám + neutronszám), az alsó a rendszámot (protonok száma) jelöli. A neutronok számát tehát a kettő különbsége adja.

A neutron bomlása protonra (Feynman-gráf). Bővebb magyarázat a kép oldalán

[szerkesztés] Tulajdonságai

Az atommagon kívüli, szabad neutron nem stabil, átlagos élettartama of 885.7±0.8 s (majd 15 perc). Elbomlik protonra, elektronra és anti-elektronneutrínóra:

$\mathrm{n}\rightarrow\mathrm{p}+\mathrm{e}^-+\bar{\nu}_e + 0,78\,\mathrm{MeV}$

Bomlását a gyenge kölcsönhatás okozza. A kvarkszintű részletezést az ábra tartalmazza.

Sokféle atommag képes elnyelni (abszorbálni) neutront. A keletkező izotópok gyakran radioaktívak.

A neutronnak fontos szerepe van az atomenergiatermelésben és az atombomba gyártásában.

[szerkesztés] Antineutron

Az antineturon a neutron ellen- vagy antirészecskéje. Bruce Cork fedezte fel 1956-ban, egy évvel az antiproton felfedezése után. Tömege megegyezik a neutronéval és töltéssel szintén nem rendelkezik. A különbség, hogy antikvarkokból épül fel, két anti-d kvarkból és egy anti-u kvarkból.