Sida 1

Laddningen av en neutron ?r noll. F?ljaktligen spelar neutroner ingen roll i m?ngden laddning p? en atoms k?rna. Serienumret f?r krom ?r ocks? lika med samma v?rde.

Laddningen av en proton ?r qp e Laddningen f?r en neutron ?r noll.

Det ?r l?tt att se att i detta fall ?r neutronens laddning noll, och protonens laddning ?r 1, som f?rv?ntat. Vi f?r alla baryoner som ing?r i tv? familjer - ?tta och tio. Mesoner best?r av en kvark och en antikvark. Linjen betecknar antikviteter; deras elektriska laddning skiljer sig i tecken fr?n laddningen f?r motsvarande kvark. Pi-mesonen inkluderar inte en konstig kvark pi-mesoner, som vi redan har sagt, ?r partiklar med konstigheter och spin lika med noll.

Eftersom laddningen av en proton ?r lika med laddningen av en elektron och laddningen av en neutron ?r lika med en kula, d? om vi st?nger av den starka interaktionen, kommer interaktionen mellan protonen och det elektromagnetiska f?ltet A att vara den vanliga interaktionen av en Dirac-partikel - Yp / V Neutronen skulle inte ha n?gon elektromagnetisk interaktion.

Beteckningar: 67 - laddningsskillnad mellan elektron och proton; q - neutronladdning; qg ?r det absoluta v?rdet av elektronladdningen.

K?rnan best?r av positivt laddade elementarpartiklar - protoner och laddningsfria neutroner.

Grunden f?r moderna id?er om materiens struktur ?r p?st?endet om existensen av materiens atomer, best?ende av positivt laddade protoner och oladdade neutroner, som bildar en positivt laddad k?rna och negativt laddade elektroner som roterar runt k?rnan. Energiniv?erna f?r elektroner, enligt denna teori, ?r diskreta till sin natur, och f?rlusten eller f?rv?rvet av ytterligare energi av dem betraktas som en ?verg?ng fr?n en till?ten energiniv? till en annan. I detta fall orsakar den diskreta naturen hos elektroniska energiniv?er samma diskreta absorption eller emission av energi av en elektron under ?verg?ngen fr?n en energiniv? till en annan.

Vi antog att laddningen av en atom eller molekyl helt best?ms av skal?rsumman q Z (q Nqn, d?r Z ?r antalet elektron-protonpar, (q qp - qe ?r skillnaden mellan laddningarna av en elektron och en proton, A ?r antalet neutroner och qn ?r laddningen av en neutron.

Laddningen av en k?rna best?ms endast av antalet protoner Z, och dess massnummer A sammanfaller med det totala antalet protoner och neutroner. Eftersom laddningen av en neutron ?r noll finns det ingen elektrisk interaktion enligt Coulombs lag mellan tv? neutroner, eller mellan en proton och en neutron. Samtidigt verkar en elektrisk fr?nst?tande kraft mellan de tv? protonerna.

Vidare, inom gr?nserna f?r m?tnoggrannhet, har inte en enda kollisionsprocess n?gonsin registrerats d?r lagen om bevarande av laddning inte iakttogs. Till exempel till?ter inflexibiliteten hos neutroner i enhetliga elektriska f?lt oss att betrakta laddningen av en neutron som lika med noll med en noggrannhet p? 1 (H7 av laddningen av en elektron.

Vi har redan sagt att skillnaden i det magnetiska momentet f?r en proton fr?n en k?rnmagneton ?r ett fantastiskt resultat. ?nnu mer ?verraskande (Det verkar som att det finns ett magnetiskt moment i en neutron som inte har n?gon laddning.

Det ?r l?tt att verifiera att dessa krafter inte kan reduceras till n?gon av de typer av krafter som diskuterats i de tidigare delarna av fysikkursen. Faktum ?r att om vi till exempel antar att gravitationskrafter verkar mellan nukleoner i k?rnor, s? ?r det l?tt att utifr?n de k?nda massorna av protonen och neutronen ber?kna att bindningsenergin per partikel kommer att vara f?rsumbar - den blir 1036 g?nger mindre ?n vad som observerats experimentellt. Antagandet om k?rnkrafternas elektriska natur f?rsvinner ocks?. I det h?r fallet ?r det faktiskt om?jligt att f?rest?lla sig en stabil k?rna som best?r av en laddad proton och ingen neutronladdning.

Den starka bindning som finns mellan nukleoner i k?rnan tyder p? n?rvaron av speciella, s? kallade k?rnkrafter i atomk?rnor. Det ?r l?tt att verifiera att dessa krafter inte kan reduceras till n?gon av de typer av krafter som diskuterats i de tidigare delarna av fysikkursen. Faktum ?r att om vi till exempel antar att gravitationskrafter verkar mellan nukleoner i k?rnor, s? ?r det l?tt att utifr?n de k?nda massorna av protonen och neutronen ber?kna att bindningsenergin per partikel kommer att vara f?rsumbar - den blir 1038 g?nger mindre ?n vad som observerats experimentellt. Antagandet om k?rnkrafternas elektriska natur f?rsvinner ocks?. I det h?r fallet ?r det faktiskt om?jligt att f?rest?lla sig en stabil k?rna som best?r av en laddad proton och ingen neutronladdning.

NEUTRON
Neutron

Neutron– en neutral partikel som tillh?r klassen baryoner. Tillsammans med en proton bildar en neutron atomk?rnor. Neutronmassa m n = 938,57 MeV/s 2 ? 1,675·10 -24 g Neutronen har, liksom protonen, ett spinn p? 1/2ћ och ?r en fermion.. Den har ocks? ett magnetiskt moment m n = - 1,91m N. , d?r m N = e ћ /2m р с – k?rnmagneton (m р – protonmassa, Gaussiskt enhetssystem anv?nds). Storleken p? en neutron ?r cirka 10 -13 cm Den best?r av tre kvarkar: en u-kvark och tv? d-kvarkar, d.v.s. dess kvarkstruktur ?r udd.
Neutronen, som ?r en baryon, har ett baryonnummer B = +1. Neutronen ?r instabil i ett fritt tillst?nd. Eftersom den ?r n?got tyngre ?n protonen (med 0,14%), genomg?r den s?nderfall med bildandet av en proton i sluttillst?ndet. I det h?r fallet bryts inte lagen om bevarande av baryonnummer, eftersom protonens baryonnummer ocks? ?r +1. Som ett resultat av detta s?nderfall produceras ?ven elektron e - och elektron antineutrino e. F?rfall uppst?r p? grund av svag interaktion.

F?rfallsschema n -> p + e - + e.

Livsl?ngden f?r en fri neutron ?r t n ? 890 sek. I atomk?rnan kan en neutron vara lika stabil som en proton.
Neutronen, som ?r en hadron, deltar i den starka interaktionen.
Neutronen uppt?cktes 1932 av J. Chadwick.

F?rklarande ordbok f?r det ryska spr?ket. D.N. Ushakov

neutron

neutron, m. (av latin neutrum, lit. varken det ena eller det andra) (fysisk ny). En materialpartikel som kommer in i en atoms k?rna, utan elektrisk laddning, elektriskt neutral.

F?rklarande ordbok f?r det ryska spr?ket. S.I.Ozhegov, N.Yu.Shvedova.

neutron

A, m. (speciell). En elektriskt neutral elementarpartikel med en massa n?stan lika med en protons.

adj. neutron, -th, -oh.

Ny f?rklarande ordbok f?r det ryska spr?ket, T. F. Efremova.

neutron

m. Elektriskt neutral elementarpartikel.

Encyclopedic Dictionary, 1998

neutron

NEUTRON (engelsk neutron, fr?n latin neutrum - varken det ena eller det andra) (n) en neutral elementarpartikel med ett spinn p? 1/2 och en massa som ?verstiger en protons massa med 2,5 elektronmassor; syftar p? baryoner. I fritt tillst?nd ?r neutronen instabil och har en livsl?ngd p? ca. 16 min. Tillsammans med protoner bildar neutroner atomk?rnor; i k?rnor ?r neutronen stabil.

Neutron

(engelsk neutron, fr?n latin neutrum ? varken det ena eller det andra; symbol n), en neutral (utan elektrisk laddning) elementarpartikel med spin 1/2 (i enheter av Plancks konstant) och en massa som n?got ?verstiger massan av en proton. Alla atomk?rnor ?r byggda av protoner och kv?ve. Det magnetiska momentet f?r en magneton ?r lika med ungef?r tv? k?rnmagnetoner och ?r negativt, det vill s?ga det ?r riktat motsatt det mekaniska, spinn, vinkelmomentet. N. tillh?r klassen av starkt interagerande partiklar (hadroner) och ing?r i gruppen baryoner, det vill s?ga de har en speciell inre egenskap ? baryonladdning, lika, som protonen (p), +

N. uppt?cktes 1932 av den engelske fysikern J. Chadwick, som fastst?llde att den penetrerande str?lning som uppt?cktes av de tyska fysikerna W. Bothe och G. Becker, och som uppst?r n?r atomk?rnor (i synnerhet beryllium) bombarderas med a-partiklar , best?r av oladdade partiklar med en massa , n?ra protonmassan.

N. ?r stabila endast i sammans?ttningen av stabila atomk?rnor. Fri N. ?r en instabil partikel som s?nderfaller till en proton, en elektron (e-) och en elektron antineutrino:

medellivsl?ngd f?r N. t » 16 min. I materia existerar fria neutroner ?nnu mindre (i t?ta ?mnen, enheter ? hundratals mikrosekunder) p? grund av deras starka absorption av k?rnor. D?rf?r uppst?r fria neutroner i naturen eller erh?lls i laboratoriet endast som ett resultat av k?rnreaktioner (se Neutronk?llor). I sin tur kan fritt kv?ve interagera med atomk?rnor, upp till de tyngsta; f?rsvinner, orsakar N. en eller annan k?rnreaktion, av vilken klyvningen av tunga k?rnor ?r av s?rskild betydelse, liksom str?lningsf?ngandet av N., vilket i vissa fall leder till bildandet av radioaktiva isotoper. Neutronernas stora effektivitet n?r det g?ller att utf?ra k?rnreaktioner och den unika karakt?ren av interaktionen mellan mycket l?ngsamma k?rnor och materia (resonanseffekter, diffraktionsspridning i kristaller etc.) g?r neutroner till ett oerh?rt viktigt forskningsverktyg inom k?rn- och fasttillst?ndets fysik. I praktiska till?mpningar spelar neutroner en nyckelroll i k?rnenergiproduktion av transuraniska element och radioaktiva isotoper (artificiell radioaktivitet), och anv?nds ocks? i stor utstr?ckning i kemisk analys (aktiveringsanalys) och geologisk utforskning (neutronloggning).

Beroende p? neutronernas energi har en konventionell klassificering antagits: ultrakalla neutroner (upp till 10-7 eV), mycket kalla (10-7?10-4 eV), kalla (10-4?5x10-3 eV) ), termisk (5 x10-3?0,5 eV), resonans (0,5?104 eV), mellanliggande (104?105 eV), snabb (105?108 eV), h?genergi (108?1010 eV) och relativistisk ( 3 1010 eV); Alla neutroner med energier upp till 105 eV kallas tillsammans f?r l?ngsamma neutroner.

??F?r metoder f?r registrering av neutroner, se Neutrondetektorer.

Huvudegenskaper hos neutroner

Vikt. Det mest exakt best?mda v?rdet ?r skillnaden mellan massan av k?rnor och protonen: mn ? mр= (1,29344 ? 0,00007) MeV, m?tt fr?n energibalansen f?r olika k?rnreaktioner. Genom att j?mf?ra denna kvantitet med protonens massa f?r vi (i energienheter)

mn = (939,5527 = 0,0052) MeV;

detta motsvarar mn" 1,6?10-24g, eller mn" 1840 mе, d?r mе ? elektronmassa.

Spinn och statistik. V?rdet p? 1/2 f?r spin N bekr?ftas av en stor m?ngd fakta. Spinn m?ttes direkt i experiment med att dela en str?le av mycket l?ngsamma neutroner i ett oj?mnt magnetf?lt. I det allm?nna fallet b?r str?len delas upp i 2J+ 1 separata str?lar, d?r J ? spin H. I experimentet observerades uppdelning i 2 str?lar, vilket inneb?r att J = 1/

Som en partikel med halvheltalsspinn lyder N. Fermi ? Dirac-statistik (det ?r en fermion); Detta fastst?lldes oberoende p? grundval av experimentella data om strukturen hos atomk?rnor (se K?rnskal).

Elektrisk laddning av en neutron Q = 0. Direkta m?tningar av Q fr?n avb?jningen av N-str?len i ett starkt elektriskt f?lt visar att ?tminstone Q< 10-17e, где е ? элементарный электрический заряд, а косвенные измерения (по электрической нейтральности макроскопических объёмов газа) дают оценку Q < 2?10-22е.

Andra neutronkvanttal. I sina egenskaper ?r kv?ve mycket n?ra protonen: n och p har n?stan lika stora massor, samma spinn och kan ?msesidigt omvandlas till varandra, till exempel i beta-s?nderfallsprocesser; de manifesterar sig p? samma s?tt i processer orsakade av stark interaktion, i synnerhet k?rnkrafterna som verkar mellan paren p?p, n?p och n?n ?r desamma (om partiklarna ?r i samma tillst?nd). En s?dan djup likhet g?r att vi kan betrakta nukleonen och protonen som en partikel ? nukleon, som kan vara i tv? olika tillst?nd, som skiljer sig i elektrisk laddning Q. Nukleonen i tillst?ndet med Q = + 1 ?r en proton, med Q = 0 ? H. F?ljaktligen tillskrivs nukleonen (i analogi med vanligt spinn) n?gon intern egenskap ? isotonisk spin I, lika med 1/2, vars "projektion" kan ta (enligt kvantmekanikens allm?nna regler) 2I + 1 = 2 v?rden: + 1/2 och ?1/2. S?ledes bildar n och p en isotop dublett (se Isotopisk invarians): en nukleon i ett tillst?nd med projektionen av det isotopiska spinnet p? kvantiseringsaxeln + 1/2 ?r en proton, och med en projektion ?1/2 ? H. Som komponenter i den isotopiska dubbletten har N och proton, enligt modern systematik f?r elementarpartiklar, samma kvanttal: baryonladdning B = + 1, leptonladdning L = 0, konstighet S = 0 och positiv intern paritet. Den isotopiska dubbletten av nukleoner ?r en del av en bredare grupp av "liknande" partiklar ? den s? kallade oktetten av baryoner med J = 1/2, B = 1 och positiv intern paritet; f?rutom n och p inkluderar denna grupp L-, S?-, S0-, X
--, X0-hyperoner, som skiljer sig fr?n n och p i konstighet (se Elementarpartiklar).

Neutronens magnetiska dipolmoment, best?mt fr?n k?rnmagnetiska resonansexperiment ?r lika med:

mn = ? (1,91315 ? 0,00007) me,

d?r mя=5,05x10-24erg/gs ? k?rnmagneton. En partikel med spin 1/2, beskriven av Dirac-ekvationen, m?ste ha ett magnetiskt moment lika med en magneton om den ?r laddad och noll om den inte ?r laddad. N?rvaron av ett magnetiskt moment i N., s?v?l som det anomala v?rdet av protonens magnetiska moment (mp = 2,79m), indikerar att dessa partiklar har en komplex inre struktur, det vill s?ga det finns elektriska str?mmar inuti dem som skapa en ytterligare "anomal" det magnetiska momentet f?r protonen ?r 1,79m och ungef?r lika i storlek och motsatt i tecken ?r det magnetiska momentet N. (?1.9m) (se nedan).

Elektriskt dipolmoment. Ur en teoretisk synvinkel b?r det elektriska dipolmomentet d f?r varje elementarpartikel vara lika med noll om v?xelverkan mellan elementarpartiklar ?r invariant under tidsomkastning (T-invarians). S?kandet efter det elektriska dipolmomentet i elementarpartiklar ?r ett av testerna av denna grundl?ggande st?llning i teorin, och av alla elementarpartiklar ?r N. den l?mpligaste partikeln f?r s?dana s?kningar. Experiment med anv?ndning av magnetresonansmetoden p? en str?le av kall N. visade att dn< 10-23см?e. Это означает, что сильное, электромагнитное и слабое взаимодействия с большой точностью Т-инвариантны.

Neutroninteraktioner

N. deltar i alla k?nda interaktioner mellan elementarpartiklar - starka, elektromagnetiska, svaga och gravitationella.

Stark neutroninteraktion. N och proton deltar i starka interaktioner som komponenter i en enda isotop dublett av nukleoner. Den isotopiska invariansen av starka interaktioner leder till ett visst samband mellan egenskaperna hos olika processer som involverar k?rnor och protoner, till exempel de effektiva tv?rsnitten f?r spridningen av en p+ meson p? en proton och p
-meson p? N. ?r lika, eftersom p+p- och p-n-systemen har samma isotopiska spinn I = 3/2 och skiljer sig endast i v?rdena f?r projektionen av det isotopiska spinnet I3 (I3 = + 3/2 i den f?rsta och I3 = ? 3/2 in i det andra fallet), spridningstv?rsnitten av K+ p? en proton och K? p? H ?r identiska osv. Giltigheten av denna typ av samband har experimentellt verifierats i ett stort antal experiment med h?genergiacceleratorer. [P? grund av fr?nvaron av m?l som best?r av neutroner, extraheras data om interaktionen mellan olika instabila partiklar med k?rnor huvudsakligen fr?n experiment p? spridningen av dessa partiklar p? deuteronen (d) ? den enklaste k?rnan som inneh?ller k?rnor.]

Vid l?ga energier skiljer sig de faktiska interaktionerna mellan neutroner och protoner med laddade partiklar och atomk?rnor mycket p? grund av n?rvaron av en elektrisk laddning p? protonen, vilket best?mmer f?rekomsten av l?ngv?ga Coulomb-krafter mellan protonen och andra laddade partiklar p? avst?nd d?r kortdistans k?rnkrafter praktiskt taget saknas. Om kollisionsenergin f?r en proton med en proton eller en atomk?rna ligger under h?jden av Coulomb-barri?ren (som f?r tunga k?rnor ?r cirka 15 MeV) sprids protonen fr?mst p? grund av elektrostatiska repulsionskrafter, som inte till?ter partiklarna att n?rma sig avst?nd i storleksordningen av k?rnkrafternas verkningsradie. N:s brist p? elektrisk laddning g?r att den kan penetrera atomernas elektroniska skal och fritt n?rma sig atomk?rnor. Det ?r detta som avg?r neutronernas unika f?rm?ga att vid relativt l?ga energier orsaka olika k?rnreaktioner, inklusive klyvningsreaktionen hos tunga k?rnor. Om metoder och resultat av studier av neutroners interaktion med k?rnor, se artiklarna L?ngsamma neutroner, Neutronspektroskopi, Atomklyvningsk?rnor, Spridning av l?ngsamma neutroner p? protoner vid energier upp till 15 MeV ?r sf?riskt symmetrisk i tr?ghetssystemets centrum. Detta indikerar att spridningen best?ms av interaktionen n ? р i ett tillst?nd av relativ r?relse med det orbitala vinkelmomentet l = 0 (den s? kallade S-v?gen). Spridning i S-tillst?nd ?r ett specifikt kvantmekaniskt fenomen som inte har n?gon analog i klassisk mekanik. Det r?der ?ver spridning i andra stater n?r de Broglie-v?gl?ngden ?r H.

av storleksordningen eller st?rre ?n k?rnkrafternas verkningsradie (? Plancks konstant, v ? N. hastighet). Eftersom vid en energi p? 10 MeV ?r v?gl?ngden H.

Denna egenskap av k?rnspridning p? protoner vid s?dana energier ger direkt information om storleksordningen f?r k?rnkrafternas verkningsradie. Teoretiska ?verv?ganden visar att spridning i S-tillst?nd svagt beror p? den detaljerade formen av interaktionspotentialen och beskrivs med god noggrannhet av tv? parametrar: potentialens r effektiva radie och den s? kallade spridningsl?ngden a. Faktum ?r att f?r att beskriva spridning n ? p ?r antalet parametrar dubbelt s? stort, eftersom np-systemet kan vara i tv? tillst?nd med olika v?rden p? det totala spinnet: J = 1 (tripletttillst?nd) och J = 0 (singlet) stat). Erfarenhet visar att spridningsl?ngderna f?r v?te av en proton och de effektiva interaktionsradierna i singlett- och tripletttillst?nden ?r olika, d.v.s. k?rnkrafterna beror p? partiklarnas totala spinn system np (deuterium nucleus) kan existera endast n?r det totala spinnet ?r 1, medan i singletttillst?ndet storleken p? k?rnkrafterna ?r otillr?cklig f?r att bilda ett bundet tillst?nd H. ? proton. L?ngden av k?rnspridning i singletttillst?nd, best?md fr?n experiment med spridning av protoner p? protoner (tv? protoner i S-tillst?ndet kan enligt Pauli-principen endast vara i ett tillst?nd med noll totalt spinn), ?r lika med spridningsl?ngden n?p i singletttillst?ndet. Detta ?verensst?mmer med den isotopiska invariansen av starka interaktioner. Fr?nvaron av ett bundet system i singletttillst?ndet och den isotopiska invariansen av k?rnkrafter leder till slutsatsen att ett bundet system av tv? neutroner, den s? kallade bineutronen, inte kan existera (i likhet med protoner m?ste tv? neutroner i S-tillst?ndet har ett totalt snurr lika med noll). Direkta experiment p? n?n-spridning utf?rdes inte p? grund av fr?nvaron av neutronm?l, dock indirekta data (egenskaper hos k?rnor) och mer direkt ? studier av reaktionerna 3H + 3H ? 4He + 2n, p- + d ? 2n + g ? ?verensst?mmer med hypotesen om isotopisk invarians k?rnkrafter och fr?nvaron av en bineutron. [Om en bineutron existerade, skulle i dessa reaktioner toppar i energif?rdelningarna f?r a-partiklar (4He k?rnor) respektive g-kvanta observeras vid v?ldefinierade energiv?rden.] ?ven om k?rnv?xelverkan i singletttillst?ndet ?r inte tillr?ckligt stark f?r att bilda en bineutron, ?r det inte utesluter m?jligheten av bildandet av ett bundet system som best?r av ett stort antal neutronk?rnor enbart. Denna fr?ga kr?ver ytterligare teoretiska och experimentella studier. F?rs?k att experimentellt uppt?cka k?rnor av tre eller fyra k?rnor, s?v?l som 4H, 5H och 6H k?rnor, har ?nnu inte gett positiva resultat. Trots avsaknaden av en konsekvent teori om starka interaktioner, p? basis av ett antal befintliga id?er. det ?r m?jligt att kvalitativt f?rst? vissa regelbundenheter av starka interaktioner och strukturen hos k?rnor. Enligt dessa id?er sker den starka interaktionen mellan k?rnkraft och andra hadroner (till exempel en proton) genom utbyte av virtuella hadroner (se Virtuella partiklar) ?. p-mesoner, r-mesoner, etc. Denna bild av interaktion f?rklarar k?rnkrafternas kortdistansegenskaper, radien som best?ms av Compton-v?gl?ngden f?r den l?ttaste hadronen ? p-meson (lika med 1,4 x 10-13 cm ). Samtidigt indikerar det m?jligheten av virtuell omvandling av neutroner till andra hadroner, till exempel processen f?r emission och absorption av p-meson: n ? p + p- ? n. Intensiteten av starka interaktioner k?nda av erfarenhet ?r s?dan att N. m?ste tillbringa den stora majoriteten av tiden i s?dana "dissocierade" tillst?nd, som s? att s?ga vara i ett "moln" av virtuella p-mesoner och andra hadroner. Detta leder till en rumslig f?rdelning av den elektriska laddningen och det magnetiska momentet inuti magneten, vars fysiska dimensioner best?ms av storleken p? "molnet" av virtuella partiklar (se ?ven Formfaktor). I synnerhet visar det sig vara m?jligt att kvalitativt tolka den ovan n?mnda ungef?rliga likheten i absolut v?rde f?r de avvikande magnetiska momenten f?r en neutron och en proton, om vi antar att det magnetiska momentet f?r en neutron skapas av omloppsr?relsen hos laddad sid
--mesoner som emitteras praktiskt taget i processen n ? p + p- ? n, och det anomala magnetiska momentet f?r protonen ? orbitalr?relsen f?r ett virtuellt moln av p+ mesoner skapat av processen p ? n + p+ ? p.

Elektromagnetiska interaktioner av neutronen. De elektromagnetiska egenskaperna hos en metall best?ms av n?rvaron av ett magnetiskt moment, s?v?l som f?rdelningen av positiva och negativa laddningar och str?mmar som finns inuti metallen. Alla dessa egenskaper, som f?ljer av den f?reg?ende, ?r f?rknippade med N:s deltagande i starka interaktioner som best?mmer dess struktur. Det magnetiska momentet av en magnet best?mmer beteendet hos en magnet i externa elektromagnetiska f?lt: splittringen av en magnetstr?le i ett oj?mnt magnetf?lt, precessionen av en magnets spinn Den interna elektromagnetiska strukturen hos en magnet manifesterar sig under spridningen av h?genergielektroner p? en magnet och i processerna f?r mesonproduktion p? en magnet (fotoproduktion av mesoner). Elektromagnetiska interaktioner av neutroner med elektronskalen hos atomer och atomk?rnor leder till ett antal fenomen som ?r viktiga f?r studiet av materiens struktur. Interaktionen mellan det magnetiska momentet hos neutroner och de magnetiska momenten hos atomernas elektronskal manifesteras signifikant f?r neutroner, vars v?gl?ngd ?r av storleksordningen eller st?rre ?n atomdimensionerna (energi E< 10 эв), и широко используется для исследования магнитной структуры и элементарных возбуждений (спиновых волн) магнитоупорядоченных кристаллов (см. Нейтронография). Интерференция с ядерным рассеянием позволяет получать пучки поляризованных медленных Н. (см. Поляризованные нейтроны).

Interaktionen mellan det magnetiska momentet hos en neutron och k?rnans elektriska f?lt orsakar en specifik spridning av neutroner, f?rst indikerad av den amerikanske fysikern J. Schwinger och d?rf?r kallad "Schwinger-spridning". Det totala tv?rsnittet f?r denna spridning ?r litet, men vid sm? vinklar (~ 3?) blir det j?mf?rbart med tv?rsnittet f?r k?rnspridning; N., spridda i s?dana vinklar, ?r mycket polariserade.

Interaktionen av magnetism ? elektron (n?e), som inte ?r associerad med elektronens eget eller orbitala momentum, reduceras huvudsakligen till interaktionen av magnetismens magnetiska moment med elektronens elektriska f?lt. Ett annat, uppenbarligen mindre, bidrag till (n?e) interaktionen kan bero p? f?rdelningen av elektriska laddningar och str?mmar inuti N. ?ven om (n?e) interaktionen ?r mycket liten, har den observerats i flera experiment.

Svag neutroninteraktion manifesterar sig i processer som s?nderfallet av N.:

f?ngst av en elektron antineutrino av en proton:

och myonneutrino (nm) av neutron: nm + n ? p + m-, k?rnf?ngst av myoner: m- + p ? n + nm, s?nderfall av konstiga partiklar, till exempel L ? p? + n, etc.

Gravitationsinteraktion av neutronen. N. ?r den enda elementarpartikeln med en vilomassa f?r vilken gravitationsinteraktion direkt observerades - kr?kningen i f?ltet f?r jordens gravitation av banan f?r en v?lkollimerad str?le av kall N. Den uppm?tta gravitationsaccelerationen av N., inom gr?nser f?r experimentell noggrannhet, sammanfaller med gravitationsaccelerationen hos makroskopiska kroppar.

Neutroner i universum och n?ra jordens rymd

Fr?gan om m?ngden neutroner i universum i de tidiga stadierna av dess expansion spelar en viktig roll i kosmologin. Enligt modellen f?r det heta universum (se Kosmologi) lyckas en betydande del av de fr?n b?rjan existerande fria neutronerna s?nderfalla under expansion. Den del av v?te som f?ngas upp av protoner b?r i slut?ndan leda till cirka 30 % inneh?ll av He-k?rnor och 70 % protoner. Experimentell best?mning av den procentuella sammans?ttningen av He i universum ?r ett av de kritiska testerna f?r den heta universumsmodellen.

Utvecklingen av stj?rnor leder i vissa fall till bildandet av neutronstj?rnor, som i synnerhet inkluderar de s? kallade pulsarerna.

P? grund av sin instabilitet saknas neutroner fr?n den prim?ra komponenten av kosmiska str?lar. Samspelet mellan kosmiska str?lpartiklar och k?rnorna av atomer i jordens atmosf?r leder dock till att det bildas k?rnor i atmosf?ren. Reaktionen 14N (n, p)14C, orsakad av dessa N., ?r huvudk?llan till den radioaktiva kolisotopen 14C i atmosf?ren, varifr?n den kommer in i levande organismer; Geokronologins radiokolmetod bygger p? best?mning av 14C-halten i organiska rester. F?rfallet av l?ngsamma neutroner som diffunderar fr?n atmosf?ren till rymden n?ra jorden ?r en av de viktigaste k?llorna till elektroner som fyller den inre delen av jordens str?lningsb?lte.

Bombardering av urank?rnor neutroner berylliumstaven tog mycket mer energi ?n vad som frigjordes vid prim?r fission.

D?rf?r var det n?dv?ndigt att varje atom splittrades f?r att reaktorn skulle fungera neutroner

D?rf?r var det n?dv?ndigt att varje atom splittrades f?r att reaktorn skulle fungera neutroner berylliumstaven orsakade i sin tur splittringen av andra atomer.

Bra k?lla neutroner var ?verkomligt ?ven f?r ett d?ligt laboratorium: lite radium och n?gra gram berylliumpulver.

Samma m?ngd kunde erh?llas i en cyklotron p? tv? dagar om vi anv?nde neutroner, utslagen ur ett berylliumm?l av accelererade deuteroner.

D? gick det att visa att berylliumstr?lning faktiskt best?r av gammastr?lar och ett fl?de neutroner.

Du f?rst?r, det ursprungliga fl?det neutroner kommer att vara en enkel sf?risk expansion fr?n den prim?ra explosionen, men den kommer att f?ngas upp av beryllium,” f?rklarade Fromm n?r han stod bredvid Kuati.

Helvete, akasha, alkoholism, ?ngel, antimateria, antigravitation, antifoton, asteni, astrologi, atom, Armageddon, aura, autogen tr?ning, delirium tremens, s?mnl?shet, lidande, Gud, gudomlig, gudomlig v?g, buddhism, buddhi, framtid, framtid f?r Universum, solsystemets framtid, vakuum, stora l?ften, substans, virtuell, inflytande p? ?det, utomjordisk civilisation, universum, ?versv?mning, inkarnation, tid, h?gre sinne, h?gre kunskap, galax, geologiska perioder, Hermes Trismegistus, hyperon, hypnos, hj?rna, horoskop, gravitationsv?gor, gravitation, guna, Tao, dubbel, depersonalisering, massdefekt, demon, zenbuddhism, gott ont, DNA, forntida kunskap, kontinentaldrift, Ande, sj?l, dhyana, dj?vul, Unified Field Theory, liv, sjukdomar psyke, livets ursprung, stj?rna, jordelivet, kunskap om framtiden, kunskap, zombies, zombifiering, ?des?ndring, f?r?ndrade medvetandetillst?nd, m?tning av materia, Emerald Tablet, immunsystem, instinkt, intelligens, intuition, b?jning av ljus, konst

Till borkarbidstaven, mycket absorberande neutroner, upph?ngd en grafitf?rskjutare 4,5 m l?ng.

Ers?tter dessa pelare med en grafitf?rskjutare som ?r mindre absorberande neutroner, och skapar en lokal reaktor.

Minimistorlek Minimistorleken f?r en levande inert naturlig kropp av en naturlig kropp best?ms av spridning best?ms av andning, materia-energi - atom, huvudsakligen gaselektron, kropp, biogen migration av atomer neutron etc.

Id?n om en l?nglivad sammansatt k?rna till?t Bohr att f?rutse att ?ven mycket l?ngsamma skulle vara l?mpliga. neutroner.

Den strukturella skillnaden mellan dem beror p? antalet protoner de inneh?ller, neutroner, mesoner och elektroner, dock ?ndrar varje successiv till?gg av ett proton-elektronpar till systemet kraftigt de funktionella egenskaperna f?r hela aggregatenheten som helhet och detta ?r en tydlig bekr?ftelse p? regleringen av antalet fnl.

RBMK-1000-reaktorn ?r en reaktor av kanaltyp, moderator neutroner- grafit, kylv?tska - vanligt vatten.

Neutron ?r en neutral partikel som tillh?r klassen hadroner. Uppt?cktes 1932 av den engelske fysikern J. Chadwick. Tillsammans med protoner ?r neutroner en del av atomk?rnor. Den elektriska laddningen f?r en neutron ?r noll. Detta bekr?ftas av direkta m?tningar av laddningen genom avb?jningen av en neutronstr?le i starka elektriska f?lt, vilket visade det (h?r ?r den element?ra elektriska laddningen, d.v.s. det absoluta v?rdet av elektronladdningen). Indirekta data ger en uppskattning. Neutronens spinn ?r 1/2. Som en hadron med halvheltalsspinn tillh?r den gruppen baryoner (se Proton). Varje baryon har en antipartikel; Antineutronen uppt?cktes 1956 i experiment p? spridning av antiprotoner genom k?rnor. En antineutron skiljer sig fr?n en neutron i tecknet p? dess baryonladdning; Neutronen, liksom protonen, har en baryonladdning lika med .

Liksom protonen och andra hadroner ?r neutronen inte en sann elementarpartikel: den best?r av en m-kvark med elektrisk laddning och tv? -kvarkar med laddning -, sammankopplade av gluonf?ltet (se Elementarpartiklar, Quarks, Starka interaktioner ).

Neutroner ?r stabila endast i stabila atomk?rnor. En fri neutron ?r en instabil partikel som s?nderfaller till en proton, en elektron och en elektron antineutrino (se Beta-s?nderfall): . Neutronlivsl?ngden ?r s, dvs cirka 15 minuter. I materia existerar neutroner i fri form ?nnu mindre p? grund av deras starka absorption av k?rnor. D?rf?r f?rekommer de i naturen eller produceras i laboratoriet endast som ett resultat av k?rnreaktioner.

Baserat p? energibalansen f?r olika k?rnreaktioner best?mdes skillnaden mellan massorna av en neutron och en proton: MeV. Genom att j?mf?ra den med protonens massa f?r vi neutronens massa: MeV; detta motsvarar g, eller , d?r ?r elektronens massa.

Neutronen deltar i alla typer av fundamentala interaktioner (se Enhet mellan naturens krafter). Starka interaktioner binder neutroner och protoner i atomk?rnor. Ett exempel p? svag interaktion - neutronbeta-s?nderfall - har redan ?verv?gts h?r. Deltar denna neutrala partikel i elektromagnetiska interaktioner? Neutronen har en inre struktur, och med allm?n neutralitet finns det elektriska str?mmar i den, vilket i synnerhet leder till uppkomsten av ett magnetiskt moment i neutronen. Med andra ord, i ett magnetf?lt beter sig en neutron som en kompassn?l.

Detta ?r bara ett exempel p? dess elektromagnetiska interaktion.

S?kandet efter neutronens elektriska dipolmoment fick stort intresse, f?r vilket en ?vre gr?ns erh?lls: . H?r utf?rdes de mest effektiva experimenten av forskare fr?n Leningrad Institute of Nuclear Physics vid USSR Academy of Sciences. S?kningar efter neutrondipolmomentet ?r viktiga f?r att f?rst? mekanismerna f?r ?vertr?delse av tidsomkastningsinvarians i mikroprocesser (se Paritet).

Gravitationsinteraktioner mellan neutroner observerades direkt fr?n deras infall i jordens gravitationsf?lt.

En konventionell klassificering av neutroner enligt deras kinetiska energi har nu antagits: l?ngsamma neutroner (eV, det finns m?nga varianter av dem), snabba neutroner (eV), h?genergineutroner (eV). Mycket l?ngsamma neutroner (eV), kallade ultrakalla neutroner, har mycket intressanta egenskaper. Det visade sig att ultrakalla neutroner kan ackumuleras i "magnetiska f?llor" och deras snurr kan till och med orienteras i en viss riktning d?r. Med hj?lp av magnetiska f?lt av en speciell konfiguration isoleras ultrakalla neutroner fr?n de absorberande v?ggarna och kan "leva" i f?llan tills de s?nderfaller. Detta till?ter m?nga subtila experiment f?r att studera neutronernas egenskaper.

En annan metod f?r att lagra ultrakalla neutroner ?r baserad p? deras v?gegenskaper. Vid l?g energi ?r de Broglie-v?gl?ngden (se Kvantmekanik) s? l?ng att neutroner reflekteras fr?n materiens k?rnor, precis som ljus reflekteras fr?n en spegel. S?dana neutroner kan helt enkelt f?rvaras i en sluten "burk". Denna id? f?reslogs av den sovjetiska fysikern Ya B. Zeldovich i slutet av 1950-talet, och de f?rsta resultaten erh?lls i Dubna, vid Joint Institute for Nuclear Research, n?stan ett decennium senare. Nyligen lyckades sovjetiska forskare bygga ett k?rl d?r ultrakalla neutroner lever tills deras naturliga f?rfall.

Fria neutroner kan aktivt interagera med atomk?rnor och orsaka k?rnreaktioner. Som ett resultat av v?xelverkan mellan l?ngsamma neutroner och materia kan man observera resonanseffekter, diffraktionsspridning i kristaller etc. P? grund av dessa egenskaper anv?nds neutroner flitigt inom k?rnfysik och fasta tillst?ndets fysik. De spelar en viktig roll inom k?rnenergi, i produktionen av transuranelement och radioaktiva isotoper, och finner praktisk till?mpning i kemisk analys och geologisk utforskning.

Vad ?r en neutron? Vad ?r dess struktur, egenskaper och funktioner? Neutroner ?r den st?rsta av de partiklar som utg?r atomer, byggstenarna i all materia.

Atomstruktur

Neutroner finns i k?rnan, en t?t region av atomen ocks? fylld med protoner (positivt laddade partiklar). Dessa tv? element h?lls samman av en kraft som kallas k?rnkraft. Neutroner har en neutral laddning. Protonens positiva laddning matchas med elektronens negativa laddning f?r att skapa en neutral atom. ?ven om neutronerna i k?rnan inte p?verkar laddningen av atomen, har de fortfarande m?nga egenskaper som p?verkar atomen, inklusive niv?n av radioaktivitet.

Neutroner, isotoper och radioaktivitet

En partikel som finns i en atoms k?rna ?r en neutron som ?r 0,2 % st?rre ?n en proton. Tillsammans utg?r de 99,99 % av den totala massan av samma grund?mne och kan ha olika antal neutroner. N?r forskare h?nvisar till atommassa, menar de genomsnittlig atommassa. Till exempel har kol vanligtvis 6 neutroner och 6 protoner med en atommassa p? 12, men det finns ibland med en atommassa p? 13 (6 protoner och 7 neutroner). Kol med atomnummer 14 finns ocks?, men ?r s?llsynt. S? atommassan f?r kol ?r i genomsnitt 12,011.

N?r atomer har olika antal neutroner kallas de isotoper. Forskare har hittat s?tt att l?gga till dessa partiklar till k?rnan f?r att skapa st?rre isotoper. Att l?gga till neutroner p?verkar inte atomens laddning eftersom de inte har n?gon laddning. Men de ?kar atomens radioaktivitet. Detta kan resultera i mycket instabila atomer som kan sl?ppa ut h?ga niv?er av energi.

Vad ?r k?rnan?

Inom kemi ?r k?rnan det positivt laddade centrum av en atom, som best?r av protoner och neutroner. Ordet "k?rna" kommer fr?n det latinska k?rnan, som ?r en form av ordet som betyder "n?t" eller "k?rna". Termen myntades 1844 av Michael Faraday f?r att beskriva en atoms centrum. De vetenskaper som ?r involverade i studiet av k?rnan, studiet av dess sammans?ttning och egenskaper, kallas k?rnfysik och k?rnkemi.

Protoner och neutroner h?lls samman av den starka k?rnkraften. Elektronerna attraheras till k?rnan, men r?r sig s? snabbt att deras rotation sker p? ett visst avst?nd fr?n atomens centrum. K?rnladdningen med ett plustecken kommer fr?n protoner, men vad ?r en neutron? Detta ?r en partikel som inte har n?gon elektrisk laddning. N?stan all vikt av en atom finns i k?rnan, eftersom protoner och neutroner har mycket mer massa ?n elektroner. Antalet protoner i en atomk?rna best?mmer dess identitet som ett grund?mne. Antalet neutroner anger vilken isotop av grund?mnet atomen ?r.

Atomk?rnans storlek

K?rnan ?r mycket mindre ?n atomens totala diameter eftersom elektronerna kan vara l?ngre bort fr?n centrum. En v?teatom ?r 145 000 g?nger st?rre ?n dess k?rna och en uranatom ?r 23 000 g?nger st?rre ?n dess centrum. V?tek?rnan ?r den minsta eftersom den best?r av en enda proton.

Arrangemang av protoner och neutroner i k?rnan

Protonerna och neutronerna avbildas vanligtvis som packade och j?mnt f?rdelade i sf?rer. Detta ?r dock en f?renkling av den faktiska strukturen. Varje nukleon (proton eller neutron) kan uppta en specifik energiniv? och ett omr?de av platser. ?ven om k?rnan kan vara sf?risk, kan den ocks? vara p?ronformad, sf?risk eller skivformad.

Protonernas och neutronernas k?rnor ?r baryoner, som best?r av de minsta som kallas kvarkar. Attraktionskraften har en mycket kort r?ckvidd, s? protoner och neutroner m?ste vara mycket n?ra varandra f?r att bindas. Denna starka attraktion ?vervinner den naturliga avst?tningen av laddade protoner.

Proton, neutron och elektron

En kraftfull drivkraft i utvecklingen av en s?dan vetenskap som k?rnfysik var uppt?ckten av neutronen (1932). Vi b?r tacka f?r detta den engelske fysikern som var en elev av Rutherford. Vad ?r en neutron? Detta ?r en instabil partikel som i fritt tillst?nd kan s?nderfalla till en proton, elektron och neutrino, den s? kallade massl?sa neutrala partikeln, p? bara 15 minuter.

Partikeln har f?tt sitt namn f?r att den inte har n?gon elektrisk laddning, den ?r neutral. Neutroner ?r extremt t?ta. I ett isolerat tillst?nd kommer en neutron att ha en massa p? endast 1,67·10 - 27, och om du tar en tesked t?tt packad med neutroner, kommer den resulterande biten materia att v?ga miljontals ton.

Antalet protoner i ett grund?mnes k?rna kallas atomnumret. Detta nummer ger varje element dess unika identitet. I atomerna i vissa grund?mnen, till exempel kol, ?r antalet protoner i k?rnorna alltid detsamma, men antalet neutroner kan variera. En atom av ett givet grund?mne med ett visst antal neutroner i k?rnan kallas en isotop.

?r enskilda neutroner farliga?

Vad ?r en neutron? Detta ?r en partikel som, tillsammans med protonen, ing?r i Men ibland kan de existera p? egen hand. N?r neutroner befinner sig utanf?r atomernas k?rnor f?r de potentiellt farliga egenskaper. N?r de r?r sig i h?ga hastigheter producerar de d?dlig str?lning. S? kallade neutronbomber, k?nda f?r sin f?rm?ga att d?da m?nniskor och djur, men har ?nd? minimal effekt p? icke-levande fysiska strukturer.

Neutroner ?r en mycket viktig del av atomen. Den h?ga densiteten hos dessa partiklar, i kombination med deras hastighet, ger dem extrem destruktiv kraft och energi. Som ett resultat kan de f?r?ndra eller till och med riva s?nder k?rnorna i atomerna de tr?ffar. ?ven om en neutron har en nettoneutral elektrisk laddning, ?r den sammansatt av laddade komponenter som upph?ver varandra med avseende p? laddning.

En neutron i en atom ?r en liten partikel. Liksom protoner ?r de f?r sm? f?r att ses ?ven med ett elektronmikroskop, men de finns d?r eftersom det ?r det enda s?ttet att f?rklara atomernas beteende. Neutroner ?r mycket viktiga f?r en atoms stabilitet, men utanf?r dess atomcentrum kan de inte existera l?nge och s?nderfaller i genomsnitt p? bara 885 sekunder (cirka 15 minuter).