Neutron
Neutron , neutralna cząstka subatomowa, która jest a stanowić każdego jądra atomowego oprócz zwykłego wodoru. Nie ma ładunek elektryczny oraz masa spoczynkowa równa 1,67493 × 10−27kg — nieznacznie większa niż proton, ale prawie 1839 razy większa niż elektronu. Neutrony i protony, powszechnie nazywane nukleonami, są połączone w gęstym, wewnętrznym jądrze atomu, jądrze, gdzie stanowią 99,9 procent masy atomu. Rozwój wysokoenergetyczny Fizyka cząsteczek w XX wieku ujawnił, że ani neutron, ani proton nie są prawdziwą cząstką elementarną; są to raczej kompozyty niezwykle małych cząstek elementarnych zwanych kwarki . Jądro jest związane ze sobą szczątkowym efektem siły silnej , a fundamentalna interakcja rządzi zachowaniem kwarków tworzących poszczególne protony i neutrony.
Neutron został odkryty w 1932 roku przez angielskiego fizyka James Chadwick . W ciągu kilku lat po tym odkryciu wielu badaczy na całym świecie badało właściwości i interakcje cząstki. Odkryto, że podczas bombardowania neutronami różne pierwiastki ulegają rozszczepieniu — rodzaj reakcji jądrowej, która zachodzi, gdy jądro ciężkiego pierwiastka zostaje podzielone na dwa prawie równe mniejsze fragmenty. Podczas tej reakcji każde rozszczepione jądro wydziela dodatkowe wolne neutrony, a także te związane z fragmentami rozszczepienia. W 1942 roku grupa amerykańskich badaczy pod przewodnictwem fizyka Enrico Fermiego wykazała, że w procesie rozszczepiania wytwarzana jest wystarczająca ilość wolnych neutronów, aby podtrzymać reakcję łańcuchową. Ten rozwój doprowadził do skonstruowania bomby atomowej. Kolejne przełomy technologiczne zaowocowały produkcją na dużą skalę energii elektrycznej z energetyki jądrowej. wchłanianie neutronów przez jądra wystawione na wysokie natężenia neutronów dostępne w reaktorach jądrowych umożliwiły również wytwarzanie dużych ilości izotopów radioaktywnych przydatnych do wielu różnych celów. Ponadto neutron stał się ważnym narzędziem w czystych badaniach. Znajomość jej właściwości i struktury jest niezbędna do ogólnego zrozumienia budowy materii. Reakcje jądrowe indukowane przez neutrony są cennymi źródłami informacji o jądrze atomowym i sile, która je łączy.
Swobodny neutron – taki, który nie jest włączony do jądra – podlega rozpad radioaktywny typu zwanego rozpadem beta . Rozkłada się na proton, elektron i antyneutrino (antymateryjny odpowiednik neutrina, cząstkę bez ładunku io małej masie lub bez masy); pół życia dla tego procesu rozpadu wynosi 614 sekund. Ponieważ łatwo rozpada się w ten sposób, neutron nie istnieje w naturze w stanie wolnym, z wyjątkiem innych wysokoenergetycznych cząstek w promieniowaniu kosmicznym. Ponieważ swobodne neutrony są elektrycznie obojętne, przechodzą bez przeszkód przez pola elektryczne w atomach itp stanowić przenikliwa forma promieniowania , oddziałująca z materią prawie wyłącznie poprzez stosunkowo rzadkie zderzenia z jądrami atomowymi.
Neutrony i protony są klasyfikowane jako hadrony, cząstki subatomowe, które podlegają działaniu silnego oddziaływania. Wykazano z kolei, że hadrony posiadają strukturę wewnętrzną w postaci kwarków, ułamkowo naładowanych cząstek subatomowych, które uważa się za jeden z podstawowych składników materii. Podobnie jak proton i inne cząstki barionu, neutron składa się z trzech kwarków; w rzeczywistości neutron posiada magnetyczny moment dipolowy – tj. zachowuje się jak maleńki magnes w sposób sugerujący, że jest to jednostka poruszających się ładunków elektrycznych.
