中子 中子英語Neutron是一种电中性的粒子具有略大於质子的质量中子属于重子类由两个下夸克一个上夸克和用于在它们三者之间作用的胶子共同构成夸克的靜質量只貢獻出大約中子質量剩餘的中子質量主要源自於夸克的動能與綑綁夸克的膠子場英语gluon field的能量绝大多数的原子核都由中子和质子组成仅有氢例外它仅由一个质子构成在原子核外自由中子性质不稳定平均壽命約 秒中子衰变时释放一个电子和一个反中微子而成为质子β衰变同样的衰变过程在一些原子核中也存在原子核中的中子和质子可以通过吸收和释放π介子互相转换中子是由剑桥大学卡文迪许实验室的英国物理学家詹姆斯查德威克于年发现的 以往曾經將中子列為基本粒子的一員但現今在標準模型理論下因為中子是由夸克組成所以它是個複合粒子 中子和其它常見的次原子粒子最大的分別在於中子因其下夸克和上夸克之電荷互相抵消因此中子帶電中性另它穿透性強無法直接進行觀察也令它在核轉變中成為非常重要的媒介物這兩項因素使得它在次原子粒子發展歷史的較後期才被發現 雖然组成物质的原子在正常情況下呈電中性但原子比中子大十萬倍是由帶負電的電子圍繞帶正電的原子核運行而形成的複雜系統帶電粒子如質子電子或離子和電磁波如伽瑪射線都會在穿透物質時消耗能量形式是將所穿透物質離子化帶電粒子會因此而慢下來電磁波则會被所穿透物質吸收中子的情況截然不同它只會在與原子核近距離接觸時受强相互作用或弱相互作用影響結果一個自由中子在與原子核直接碰撞前不受任何外力影響因為原子核太小碰撞機會極少因此自由中子會在一段極長的距離保持不變 自由中子和原子核的碰撞是彈性碰撞其遵循巨觀下兩小球彈性碰撞時的動量法則當被碰撞的原子核很重時原子核只會有很小的速度但是若是碰撞的對象是和中子質量差不多質子則質子和中子會以幾乎相同的速度飛出這類的碰撞將會因為製造出的離子而被偵測到 中子的電中性讓它不僅很難偵測也很難被控制電中性使得我們無法以電磁場來加速減速或是束縛中子自由中子僅對磁場有很微弱的作用因為中子存在磁矩真正能有效控制中子的只有核作用力我們唯一能控制自由中子運動的方式只是放置原子核堆在它們的運動路徑上讓中子和原子核碰撞藉以吸收之這種以中子撞擊原子核的反應在核反應中扮演重要角色也是核子武器運作的原理自由中子則可由核衰變核反應或高能反應等中子源產生 物理学中有专门的中子学中子物理学