Neutron

Neutron je subatomární částice bez elektrického náboje (neutrální částice), jedna ze základních stavebních částic atomového jádra (nukleon) a tím téměř veškeré známé hmoty. Atomy lišící se jen počtem neutronů se nazývají izotopy. Neutrony se z atomu uvolňují při jaderných reakcích, volné neutrony způsobují řetězení štěpné reakce a jejich samostatný proud se nazývá neutronové záření.

Ve standardním modelu částicové fyziky se neutron skládá z jednoho kvarku u a dvou kvarků d. Mezi základní vlastnosti neutronu patří hmotnost, vlnová délka a spin. Antičásticí neutronu je antineutron.

Nukleony a elektrony 
Neutron je společně s protonem a elektronem základní stavební částicí veškeré známé hmoty, neboť se z nich skládají všechny atomy běžné látky. Neutrony a protony se často označují společným názvem nukleony, protože tvoří jádro (latinsky ) atomu.

Vlastnosti neutronu 
 S hmotností 940 MeV/c2 je jen mírně těžší než proton se svými 938 MeV/c2 a přibližně 1839krát hmotnější než elektron.

 Mimo atomové jádro je neutron nestabilní se střední dobou života 881,5 ± 1,5 sekund (zhruba 14,7 minut), přičemž se rozpadá na proton, elektron a elektronové antineutrino.
 Neutron se řadí mezi baryony – interaguje silnou interakcí.
 Je to hadron složený celkem ze tří kvarků (dvou kvarků d a jednoho u).
 Má poločíselný spin =  (tj. je to fermion) a izospin = .
 Jádra všech atomů, vyjma nejběžnějšího izotopu vodíku 1H, tvořeného pouze protonem, obsahují protony i neutrony.

Dělení neutronů 
Neutrony se mohou dělit podle své kinetické energie na:
 chladné neutrony <0,002 eV
 tepelné neutrony 0,002 – 0,5 eV
 rezonanční neutrony 0,5 – 1000 eV
 neutrony středních energií 1 keV – 500 keV
 rychlé neutrony 500 keV – 10 MeV
 neutrony s vysokými energiemi 10 MeV – 50 MeV
 neutrony s velmi vysokými energiemi >50 MeV

Víceneutronové vázané stavy hmoty 
Byly předpovězeny a později i experimentálně prokázány složené částice (přesněji korelované kvazivázané stavy) z více neutronů vázaných zbytkovou silnou interakcí, jako jsou dineutrony a tetraneutrony. Jejich střední doba života je však velmi krátká, u tetraneutronů např. pouhých 3 × 10−22 sekund.

Hmota tvořená pouhými neutrony se z historických důvodů také nazývá neutronium (název navržený německým chemikem von Antropoffem pro hypotetický prvek s protonovým číslem 0). Kromě dineutronů a tetraneutronů je jejím představitelem degenerovaný neutronový plyn, velmi hustá stavební látka neutronových hvězd. V tomto případě jsou však neutrony vázány gravitací.

Význam 
Ve fyzice a zejména chemii má význam počet neutronů v jádře, tzv. neutronové číslo, na základě kterého se rozlišují různé izotopy konkrétního prvku.

V jaderné fyzice mají volné neutrony význam jako iniciátor štěpné jaderné reakce. Aby mohla v jaderném reaktoru probíhat řízená štěpná reakce, musí být neutrony zpomalovány pomocí některého z typů moderátoru neutronů.

V astronomii je speciálním tělesem neutronová hvězda tvořená převážně neutrony. Vzniká jako závěrečná fáze vývoje hvězdy po výbuchu některých typů supernovy, kdy po gravitačním kolapsu vznikají neutrony spojením elektronů a protonů za vyzáření neutrin.

Historie 

Existenci atomového jádra objevil a publikoval Ernest Rutherford v roce 1911 (Rutherfordův model atomu) a v roce 1920 formuloval hypotézu o jeho složení z protonů a neutronů. Experimentální důkaz neutronu včetně vysvětlení podal jeho žák James Chadwick v roce 1932. Publikoval jej v Nature 2. února. Měření, která neutron detekovala, provedli před tím i další fyzikové, ale mylně je interpretovali jako záření gama.

Odkazy

Reference

Související články 
 Baryon
 Nukleon
 Spalační reakce

Externí odkazy 
 
 

Fyzika částic
Jaderná fyzika
Jaderná chemie
 
Nukleony