Fandom

Science Wiki

Νετρόνιο

63.291pages on
this wiki
Add New Page
Talk1 Share

Ad blocker interference detected!


Wikia is a free-to-use site that makes money from advertising. We have a modified experience for viewers using ad blockers

Wikia is not accessible if you’ve made further modifications. Remove the custom ad blocker rule(s) and the page will load as expected.

Νετρόνιον

Neutron


Particles-Zoo-goog.jpg

Μοριακή Φυσική, Ατομική Φυσική
Πυρηνική Φυσική, Σωματιδιακή Φυσική
Κβαντική Φυσική
Σώμα, Σωμάτιο, Σωματίδιο
Μόριο, Άτομο, Ατομικός Πυρήνας
Σωματίδια
Θεμελιώδη Σωματίδια
Στοιχειώδη Σωματίδια
Βοσόνιο (boson)
Φερμιόνιο (fermion)
Μικρόκοσμος

Particles-Proton-Neutron-01-goog.jpg

Αδρόνια, Βαρυόνια, Νουκλεόνια
---
Πρωτόνιο
Νετρόνιο
---
Κυρκόνια (quarks)

Nuclear-Reaction-01-goog.jpg

Ισχυρή Πυρηνική Επίδραση

- Ανήκει στην κατηγορία των Στοιχειωδών Σωματιδίων.

- Είναι ένα Νουκλεόνιο.

ΕτυμολογίαEdit

Ikl.jpg Στοιχ. Σωματίδια Ikl.jpg
Βαρυόνια
Νουκλεόνια
Particle Ni, uud
  • Νετρόνιο Ν 0
Particle Ni, ddu
Κανονικά Υπερόνια
Particle Delta, (uuu)
Particle Delta, (uud)
Particle Delta, (udd)
Particle Delta, (ddd)
Παράδοξα Υπερόνια
Particle Sigma, (uus)
Particle Sigma, (uds)
Particle Sigma, (dds)
Particle Lambda, (uds)

Particle Xi, (uss)
Particle Xi, (dss)

Particle Omega, (sss)
Γοητευτικά Υπερόνια
Particle Lambda, (udc)
Μικτά Υπερόνια
Particle Xi, (usc)
Particle Xi, (dsc)

Particle Omega, (ssc)
Πυθμένια Υπερόνια
Particle Lambda, (udb)


Η ονομασία "νετρόνιο" σχετίζεται ετυμολογικά με την λέξη Neutron = "ουδέτερο".

ΠεριγραφήEdit

Είναι ένα ουδέτερο υποατομικό σωματίδιο δηλ. χωρίς Ηλεκτρικό Φορτίο. Έχει μάζα 939.565 MeV/c (1,6749x10-27 kg, λίγο μεγαλύτερη από αυτή του πρωτονίου). Έχει σπιν ίσο με ½ και για το λόγο αυτό κατατάσσεται στα φερμιόνια. Το αντισωματίδιό του ονομάζεται αντινετρόνιο. Το νετρόνιο και το πρωτόνιο είναι δύο διαφορετικές καταστάσεις ενός νουκλεονίου.

Ο πυρήνας των περισσότερων ατόμων (όλων εκτός του πρώτιου, του πιο κοινού ισοτόπου του υδρογόνου, το οποίο αποτελείται από ένα μόνο πρωτόνιο) αποτελείται από πρωτόνια και νετρόνια.

Ιδιότητες Edit

Τα, εκτός του ατομικού πυρήνα, υπάρχοντα νετρόνια είναι ασταθή και έχουν μέσο χρόνο ζωής 885.8 ± 3.4 s (δευτερόλεπτα) (περίπου 15 λεπτά)[1], διασπώμενα προς ένα πρωτόνιο, ένα ηλεκτρόνιο και ένα αντινετρίνο του ηλεκτρονίου.

Τα νετρόνια σε αυτή την ασταθή κατάσταση ονομάζονται "ελεύθερα νετρόνια". Η ίδια διαδικασία διάσπασης (Βήτα Διάσπαση ή εκπομπή ακτινοβολίας βήτα) χαρακτηρίζει και μερικούς πυρήνες.

Το νετρόνιο κατηγοριοποιείται ως βαρυόνιο καθώς αποτελείται από 3 κουάρκ, δύο κάτω (down) quarks και ένα πάνω (up) quark (udd). Το σωματίδιο αντιύλης του νετρονίου είναι το αντινετρόνιο.

Ο ρόλος του στα ΙσότοπαEdit

Ο αριθμός των νετρονίων καθορίζει το ισότοπο ενός στοιχείου. (Για παράδειγμα, το ισότοπο του άνθρακα-12, έχει 6 πρωτόνια και 6 νετρόνια, ενώ το ισότοπο του άνθρακα-14 έχει 6 πρωτόνια και 8 νετρόνια). Τα ισότοπα είναι άτομα του ίδιου στοιχείου τα οποία έχουν δηλαδή τον ίδιο ατομικό αριθμό, αλλά διαφέρουν μεταξύ τους ως προς τον μαζικό αριθμό λόγω του διαφορετικού αριθμού νετρονίων.

Αλληλεπιδράσεις Edit

Το νετρόνιο μπορεί να συμμετάσχει σε όλες τις τέσσερεις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις:

Παρ' όλο που το νετρόνιο έχει μηδενικό ηλεκτρικό φορτίο, μπορεί να αλληλεπιδράσει ηλεκτρομαγνητικά για δύο λόγους:

  • πρώτον, επειδή έχει Μαγνητική Ροπή της ίδιας τάξης με το πρωτόνιο
  • δεύτερον, επειδή συνίσταται από ηλεκτρικά φορτισμένα quarks.

Το νετρόνιο συμμετέχει σε ασθενείς πυρηνικές αλληλεπιδράσεις μέσω της βήτα διάσπασης όπου μετατρέπεται σε πρωτόνιο και ταυτόχρονα παράγεται ένα ηλεκτρόνιο και ένα αντινετρίνο του ηλεκτρονίου. Συμμετέχει στη βαρυτική αλληλεπίδραση όπως και κάθε σώμα με μάζα; ωστόσο, η βαρύτητα είναι τόσο ασθενής όπου θεωρείται αμηλητέα στα περισσότερα πειράματα σωματιδιακής φυσικής.

Η σημαντικότερη αλληλεπίδραση για τα νετρόνια είναι η ισχυρή πυρηνική. Με αυτήν την αλληλεπίδραση συγκρατούνται τα τρία κουάρκ στο νετρόνιο, αλλά και τα νετρόνια και τα πρωτόνια στον πυρήνα.

Ανίχνευση Edit

Ο κοινός τρόπος ανίχνευσης ενός ηλεκτρικά φορτισμένου στοιχειώδους σωματιδίου, με την παρατήρηση του ίχνους ιονισμού δεν μπορεί να εφαρμοστεί, άμεσα, στα νετρόνια . Τα νετρόνια, τα οποία σκεδάζονται ελαστικά στα άτομα μπορούν να δημιουργήσουν ίχνος ιονισμού το οποίο είναι ανιχνεύσιμο, όμως τα πειράματα δεν είναι απλά στην διεξαγωγή τους. Άλλοι τρόποι, πιο συνήθεις, για την ανίχνευση των νετρονίων στηρίζονται στο να τους επιτραπεί να αλληλεπιδράσουν με άλλους ατομικούς πυρήνες.

Μία συνήθης μέθοδος για την ανίχνευση των νετρονίων στηρίζεται στην μετατροπή της ενέργειας η οποία απελευθερώνεται από τέτοιου είδους αλληλεπιδράσεις σε ηλεκτρικά σήματα. Πυρήνες 3He, 6Li, 10B, 233U, 235U, 237Np και 239Pu είναι χρήσιμοι για αυτό το σκοπό.

Χρήσεις Edit

Το νετρόνιο παίζει σημαντικό ρόλο σε πολλές πυρηνικές αντιδράσεις. Για παράδειγμα, η σύλληψη νετρονίου συχνά έχει ως αποτέλεσμα την ενεργοποίηση του νετρονίου, συμπεριλαμβανομένης και της ραδιενέργειας. Ειδικότερα, η γνώση των νετρονίων και της συμπεριφοράς τους υπήρξε σημαντική στην ανάπτυξη των πυρηνικών αντιδράσεων και των πυρηνικών όπλων.

Μία χρήση εκπομπών νετρονίων είναι η ανίχνευση ελαφρών πυρήνων, ειδικότερα του υδρογόνου το οποίο βρίσκεται στα μόρια νερού. Όταν ένα ταχύ νετρόνιο συγκρουστεί με έναν ελαφρό πυρήνα, χάνει ένα μεγάλο κλάσμα της ενέργειάς του. Μετρώντας το ρυθμό (με τη βοήθεια κατάλληλου ανιχνευτή) με τον οποίο τα νετρόνια (χαμηλής πλέον ταχύτητας) επιστρέφουν στον εκπομπό ύστερα από την ανάκλαση τους επάνω στους πυρήνες υδρογόνου, μπορεί να γίνει η ανίχνευση νερού στο έδαφος.

Πηγές Edit

Λόγω του γεγονότος ότι τα ελεύθερα νετρόνια είναι ασταθή, μπορούν να παραχθούν μόνο ύστερα από διασπάσεις πυρήνων, πυρηνικές αντιδράσεις, και αντιδράσεις υψηλής ενέργειας (όπως στην περίπτωση της σύγκρουσης πυρήνων σε επιταχυντή).

Η έλλειψη ολικού ηλεκτρικού φορτίου αποτρέπει μηχανικούς και πειραματικούς από το να τα επιταχύνουν. Φορτισμένα σωματίδια μπορούν να επιταχυνθούν, επιβραδυνθούν ή να ανακλαστούν από ηλεκτρικά ή μαγνητικά πεδία. Ωστόσο, αυτές οι μέθοδοι δεν έχουν σχεδόν καμία επίδραση στα νετρόνια (υπάρχει μία μικρή επίδραση όμως ενός μαγνητικού πεδίου πάνω σε ελεύθερα νετρόνια λόγω της μαγνητικής τους ροπής).

Ανακάλυψη Edit

Το 1930 οι Walther Bothe και H. Becker στη Γερμανία, βρήκαν πως αν τα υψηλής ενέργειας σωματίδια άλφα εκπεμπόμενα από το πολώνιο προσέκρουαν σε συγκεκριμένα ελαφρά στοιχεία, αναφορικά τα βυρήλλιο, βόριο, λίθιο, μία ασυνήθιστα διεισδυτική ακτινοβολία παραγόταν. Αρχικά η ακτινοβολία αυτή πιστευόταν πως ήταν ακτινοβολία γάμα παρόλο που ήταν περισσότερο διεισδυτική από κάθε γνωστή ακτινοβολία γάμα και τα αποτελέσματα του πειράματος ήταν πολύ δύσκολο να ερμηνευτούν βάση αυτής της υπόθεσης. Η επόμενη μεγαλύτερη συνεισφορά αναφέρθηκε το 1932 από τους Irène Joliot-Curie και Frédéric Joliot στο Παρίσι. Έδειξαν πως όταν αυτή η άγνωστη ακτινοβολία προσέπιπτε σε παραφίνη ή κάθε άλλη ουσία η οποία περιείχε υδρογόνο παράγονταν ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας. Αυτό δεν ήταν ασύμβατο με την υποθετική φύση ακτινοβολίας γάμα αλλά η ποσοτική ανάλυση των δεδομένων ήταν δύσκολο να προσαρμοστεί σε αυτή την υπόθεση. Τελικά, αργότερα, το 1932, ο φυσικός James Chadwick στην Αγγλία πραγματοποίησε μια σειρά από πειράματα αποδεικνύονταν πως η υπόθεση της ακτινοβολίας γάμα ήταν αβάσιμη. Πρότεινε ότι η νέα αυτή ακτινοβολία αποτελούνταν από αφόρτιστα σωματίδια με μάζα παραπλήσια του πρωτονίου, και πραγματοποίησε μια νέα σειρά από πειράματα που αποδείκνυαν την υπόθεση του. Αυτά τα αφόρτιστα σωματίδια ονομάστηκαν τελικά νετρόνια.

Αντινετρόνιο Edit

Το αντινετρόνιο είναι το αντισωματίδιο του νετρονίου. Ανακαλύφθηκε από τον Bruce Cork το 1956, ένα χρόνο μετά την ανακάλυψη του αντιπρωτονίου. Η CPT-θεωρία επιβάλλει αυστηρούς περιορισμούς στις σχετικές ιδιότητες μεταξύ των σωματιδίων και των αντισωματιδίων τους προβλέποντας διαφορά μάζας μεταξύ νετρονίου και αντινετρονίου ίση με 6×10-12eV/c.

Σύχρονες ΑπόψειςEdit

Είναι καθιερωμένη η πεποίθηση ότι το νετρόνιο μπορεί να είναι ένα ηλεκτρικά ουδέτερο στοιχειώδες σωματίδιο και βασικό συστατικό των ατόμων, αλλά στην πράξη μεταφέρει ένα θετικό φορτίο στο κέντρο του και ένα αρνητικό φορτίο σαν αντιστάθμισμα στην εξωτερική άκρη του.

Η αντίληψη αυτή τέθηκε αρχικά το 1947 από τον Enrico Fermi, ένα νομπελίστα που βραβεύτηκε για το ρόλο του στην ανάπτυξη του πρώτου πυρηνικού αντιδραστήρα. Αλλά μια νέα έρευνα από ένα φυσικό του πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον δείχνει ότι το φορτίο του νετρονίου δεν είναι τόσο απλό όσο πίστευε π Fermi.

Χρησιμοποιώντας ακριβή στοιχεία που συγκεντρώθηκαν πρόσφατα σε τρία διαφορετικά εργαστήρια και με μερικά νέα θεωρητικά εργαλεία, ο Gerald A. Miller, ένας καθηγητής της Φυσικής, διαπίστωσε ότι το νετρόνιο έχει ένα αρνητικό φορτίο και στον εσωτερικό πυρήνα του και στην εξωτερική άκρη του, με ένα θετικό φορτίο που 'στριμώχνεται' ενδιάμεσα έτσι ώστε να γίνει το σωματίδιο ηλεκτρικά ουδέτερο.

"Κανένας δεν συνειδητοποίησε ότι συνέβαινε αυτό", λέει ο Miller. "Είναι σημαντικό επειδή είναι ένα καθαρό γεγονός της φύσης που δεν ξέραμε πριν. Τώρα το ξέρουμε."

Η ανακάλυψη αλλάζει την επιστημονική κατανόηση που έχουμε για το πώς αλληλεπιδρούν τα νετρόνια με τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια. Συγκεκριμένα, έχει επιπτώσεις στην κατανόηση της ισχυρής δύναμης, τη μία από τις τέσσερεις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις της Φύσης (οι άλλες είναι η ασθενής δύναμη, ο ηλεκτρομαγνητισμός και η βαρύτητα).

Η ισχυρή δύναμη ενώνει μαζί τους ατομικούς πυρήνες, και γι αυτό είναι δυνατό να σχηματίζονται άτομα, οι δομικές μονάδες όλης της ύλης.

"Πρέπει να καταλάβουμε ακριβώς πώς λειτουργεί η ισχυρή δύναμη, επειδή είναι η ισχυρότερη δύναμη που ξέρουμε στον κόσμο", συμπληρώνει ο Miller.

Τα συμπεράσματα είναι βασισμένα στα στοιχεία που συλλέχθηκαν στον Thomas Jefferson National Accelerator Facility, στο the Bates Linear Accelerator του ΜΙΤ και το Mainz Microtron στη Γερμανία.

Τα τρία εργαστήρια εξέτασαν τις διάφορες πτυχές των ιδιοτήτων και τη συμπεριφορά των υποατομικών σωματιδίων ενώ ο Miller μελέτησε τα στοιχεία που συνέλεξαν για τα νετρόνια.

Δεδομένου ότι η ανάλυση είναι βασισμένη σε στοιχεία που συγκεντρώθηκαν από τις άμεσες παρατηρήσεις, η εικόνα θα μπορούσε να αλλάξει ακόμη περισσότερο καθώς θα συλλέγονται περισσότερα στοιχεία, συνεχίζει ο καθηγητής Miller.

"Ένα σωματίδιο μπορεί να είναι ηλεκτρικά ουδέτερο και ακόμα να έχει ιδιότητες σχετικές με το φορτίο. Ξέρουμε εδώ και πολύ καιρό ότι το νετρόνιο έχει αυτές τις ιδιότητες, αλλά τώρα τις καταλαβαίνουμε πιο καθαρά", είπε.

Σημείωσε δε ότι η σημαντικότερη πτυχή της ανακάλυψης επιβεβαιώνει ότι ένα νετρόνιο φέρει ένα αρνητικό φορτίο στην εξωτερική άκρη του, ένα βασικό κομμάτι της αρχικής ιδέας του Fermi.

Πίνακας ΙδιοτήτωνEdit

Ιδιότητες
Mass: = 1.674 927 × 10−27 kg
= 939.565 530(38) MeV/c²
Electric charge: = 0 Cb
Spin: = ½
Magnetic dipole moment: = -1.91304 μN
Composition: 2 Down-quarks, 1 Up-quark

ΥποσημειώσειςEdit

Εσωτερική ΑρθρογραφίαEdit

ΒιβλιογραφίαEdit

ΙστογραφίαEdit


Ikl.jpg Κίνδυνοι ΧρήσηςIkl.jpg

Αν και θα βρείτε εξακριβωμένες πληροφορίες
σε αυτήν την εγκυκλοπαίδεια
ωστόσο, παρακαλούμε να λάβετε σοβαρά υπ' όψη ότι
η "Sciencepedia" δεν μπορεί να εγγυηθεί, από καμιά άποψη,
την εγκυρότητα των πληροφοριών που περιλαμβάνει.

"Οι πληροφορίες αυτές μπορεί πρόσφατα
να έχουν αλλοιωθεί, βανδαλισθεί ή μεταβληθεί από κάποιο άτομο,
η άποψη του οποίου δεν συνάδει με το "επίπεδο γνώσης"
του ιδιαίτερου γνωστικού τομέα που σας ενδιαφέρει."

Πρέπει να λάβετε υπ' όψη ότι
όλα τα άρθρα μπορεί να είναι ακριβή, γενικώς,
και για μακρά χρονική περίοδο,
αλλά να υποστούν κάποιο βανδαλισμό ή ακατάλληλη επεξεργασία,
ελάχιστο χρονικό διάστημα, πριν τα δείτε.



Επίσης,
Οι διάφοροι "Εξωτερικοί Σύνδεσμοι (Links)"
(όχι μόνον, της Sciencepedia
αλλά και κάθε διαδικτυακού ιστότοπου (ή αλλιώς site)),
αν και άκρως απαραίτητοι,
είναι αδύνατον να ελεγχθούν
(λόγω της ρευστής φύσης του Web),
και επομένως είναι ενδεχόμενο να οδηγήσουν
σε παραπλανητικό, κακόβουλο ή άσεμνο περιεχόμενο.
Ο αναγνώστης πρέπει να είναι
εξαιρετικά προσεκτικός όταν τους χρησιμοποιεί.

- Μην κάνετε χρήση του περιεχομένου της παρούσας εγκυκλοπαίδειας
αν διαφωνείτε με όσα αναγράφονται σε αυτήν

IonnKorr-System-00-goog.png



>>Διαμαρτυρία προς την wikia<<

- Όχι, στις διαφημίσεις που περιέχουν απαράδεκτο περιεχόμενο (άσεμνες εικόνες, ροζ αγγελίες κλπ.)


Also on Fandom

Random Wiki