Nötron

Nötron olan nötr atom altı parçacık oluşturmak sıradan hidrojen hariç her atom çekirdeğinin. yok elektrik şarjı ve 1.67493 × 10'a eşit bir dinlenme kütlesi^-27kg - protonunkinden marjinal olarak daha büyük ama elektronunkinden yaklaşık 1.839 kat daha büyük. Genellikle nükleonlar olarak adlandırılan nötronlar ve protonlar, bir atomun yoğun iç çekirdeğinde, atomun kütlesinin yüzde 99,9'unu oluşturdukları çekirdekte birbirine bağlanır. Yüksek enerjideki gelişmeler parçacık fiziği 20. yüzyılda ne nötronun ne de protonun gerçek bir temel parçacık olmadığı ortaya çıktı; daha ziyade, son derece küçük temel parçacıkların bileşikleridir. kuarklar . Çekirdek, güçlü kuvvetin kalıntı etkisi ile birbirine bağlıdır, bir temel etkileşim bireysel protonları ve nötronları oluşturan kuarkların davranışını yöneten.

Nötron 1932'de İngiliz fizikçi tarafından keşfedildi. James Chadwick . Bu keşiften birkaç yıl sonra, dünya çapında birçok araştırmacı parçacığın özelliklerini ve etkileşimlerini incelemeye başladı. Çeşitli elementlerin, nötronlar tarafından bombardımana tutulduklarında, ağır bir elementin çekirdeği neredeyse eşit iki daha küçük parçaya bölündüğünde meydana gelen bir tür nükleer reaksiyon olan fisyona uğradığı bulundu. Bu reaksiyon sırasında, bölünen her çekirdek, fisyon fragmanlarına bağlı olanların yanı sıra ek serbest nötronlar da verir. 1942'de fizikçi Enrico Fermi'nin liderliğindeki bir grup Amerikalı araştırmacı, fisyon süreci sırasında zincirleme reaksiyonu sürdürmek için yeterli sayıda serbest nötron üretildiğini gösterdi. Bu gelişme atom bombasının yapımına yol açtı. Müteakip teknolojik atılımlar, nükleer enerjiden büyük ölçekli elektrik enerjisi üretimi ile sonuçlandı. emilim Nükleer reaktörlerde bulunan yüksek nötron yoğunluklarına maruz kalan çekirdekler tarafından nötronların yok edilmesi, çok çeşitli amaçlar için yararlı olan büyük miktarlarda radyoaktif izotopların üretilmesini de mümkün kılmıştır. Ayrıca nötron, saf araştırmalarda önemli bir araç haline geldi. Özellikleri ve yapısı hakkında bilgi, genel olarak maddenin yapısını anlamak için esastır. Nötronların neden olduğu nükleer reaksiyonlar, atom çekirdeği ve onu birbirine bağlayan kuvvet hakkında değerli bilgi kaynaklarıdır.

Çekirdeğe dahil olmayan serbest bir nötron, radyoaktif bozunma beta bozunması adı verilen bir tür. Bir protona, bir elektrona ve bir antineutrino'ya (nötrino'nun antimadde karşılığı, yükü olmayan ve kütlesi az olan veya hiç olmayan bir parçacık) ayrılır; yarım hayat bu bozunma süreci için 614 saniyedir. Bu şekilde kolayca parçalandığından, nötron, kozmik ışınlardaki yüksek enerjili diğer parçacıklar dışında, doğada serbest halde bulunmaz. Serbest nötronlar elektriksel olarak nötr olduklarından, atomların içindeki elektrik alanlarından engellenmeden geçerler ve böylece oluşturmak neredeyse sadece atom çekirdeği ile nispeten nadir çarpışmalar yoluyla madde ile etkileşime giren nüfuz edici bir radyasyon formu.

Nötronlar ve protonlar, güçlü kuvvete maruz kalan atom altı parçacıklar olan hadronlar olarak sınıflandırılır. Hadronların ise, maddenin temel bileşenleri arasında olduğu düşünülen kesirli olarak yüklü atom altı parçacıklar olan kuarklar şeklinde iç yapıya sahip oldukları gösterilmiştir. Proton ve diğer baryon parçacıkları gibi nötron da üç kuarktan oluşur; aslında, nötron bir manyetik dipol momentine sahiptir - yani, hareket halindeki elektrik yüklerinden oluşan bir varlık olduğunu düşündürecek şekilde küçük bir mıknatıs gibi davranır.