Průvodce | Karpattreky | Horolezectví | Cykloturistika | Cestování | Lyžování | Příroda | Soutěže | Aktuality | Zajímavosti | Kalendář akcí | Napsat článek | E-shop | Více…
Kontakty  Cookies  Ceník inzerce  RSS 
Treking.cz Hledat
Poslední aktualizace: 10.12.2019 , svátek má
Reklama
Treking > Vesmír > Neutron - nestabilní částice

Neutron - nestabilní částice

Hmotnost, spin, poločas rozpadu neutronu, průměr a CPT symetrie

27.1.2013 | Otakar Brandos

Neutron se v mnohém podobá protonu. Má spin 1 a hmotnost 1,674 954×10-27 kg (asi 1 839 × hmotnější než elektron) je jen nepatrně vyšší než hmotnost protonu. Avšak ve dvou věcech se od protonu odlišuje diametrálně. Neutron je elektricky neutrální - nemá elektrický náboj a mimo atomové jádro je nestabilní.

Střední životnost neutronu

Zatímco v jádře atomu vázané neutrony jsou stabilní, volné neutrony jsou nestabilní a velice rychle se rozpadají (podléhajíc tzv. beta rozpadu, jenž má na svědomí radioaktivní přeměny atomových jader) na proton, elektron a elektronové antineutrino (částice s nulovým nábojem a žádnou nebo nepatrnou hmotností) přes středně těžký W boson (Feynmann).

Průměrná životnost volného neutronu je necelá čtvrthodina (881,5 ± 1,5 s, asi 14,7 minuty). Volné neutrony jsou však při průchodu látkou rychle absorbovány atomovými jádry (v řádu mikrosekund až milisekund), takže k rozpadu nemívají příliš příležitostí…

Čtěte také: Proton jako baryon, fermion a hadron aneb elementární částice…

Avšak i na elektrickou neutralitu neutronu "útočí" některé nové studie. Například článek zveřejněný 13.9.2007 v Physical Rewiew Letter (Gerald A. Miller) tvrdí, že neutron má elektrický náboj, byť celkově se jeví jako neutrální. Podle jeho rozboru by neutron měl mít negativně nabité jádro a obal, kdežto střed částice má náboj pozitivní.

Fyzikální vlastnosti neutronu

Klidová hmotnost neutronu 1,674 954 × 10-27 kg / 939,565 379 MeV
Elektrický náboj neutronu 0 C
Magnetický moment neutronu -6,031 986 × 10-8 eV × T-1
Dipólový moment neutronu menší 2,9 × 10-26 e × cm-1
Spin neutronu 1/2
Střední doba života 881,5 ± 1,5 s

Neutron jako subatomární částice je důležitý pro stabilitu atomových jader, v nichž je obsažen (vyjma vodíku). Bez neutronů by totiž žádné atomové jádro nedrželo pohromadě, neboť elektromagnetické síly stejně (kladně) nabitých protonů by atomové jádro rozmetaly. A protože protony s neutrony jsou vázány s pomocí silné jaderné interakce, která silou (byť jen na malé vzdálenosti) silně převyšuje elektromagnetickou interakci, drží jádra atomů pohromadě…

Neutron se skládá z kvarků

Neutron je subatomární částice složená ze tří kvarků (ddu), tedy baryon. Neutron má poločíselný spin, patří tedy mezi fermiony a protože podlého silné jaderné interakci je rovněž hadronem. I neutron má svou antičástici, kterou je antineutron, jenž se od neutronu s baryonovým číslem +1 odlišuje baryonovým číslem -1. Antineutron objevil v roce 1956 Cork Bruce, pouhý rok po objevu antiprotonu.

CPT symetrie

Objev antineutronu byl důležitým testem tzv. CPT symetrie, jejíž matematický popis navrhl již Paul Dirac. CPT symetrie, mimo jiné, předpověděla právě existenci antičástic. Dnes však víme, že může docházet jak k porušení C symetrie, tak P symetrie i T symetrie (více v samostatném článku později).

Dělení neutronů podle energie

V jaderné fyzice je významná klasifikace neutronů podle energie. Zahrnutím do některé z níže uvedených skupin lze získat určitý obraz o charakteru a možném chování neutronů při interakci s látkou:

  • chladné neutrony - méně než 0,002 eV
  • tepelné neutrony - 0,002 eV - 0,5 eV
  • epitermální neutrony - asi 1 eV
  • rezonanční neutrony - 0,5 eV až 1 keV
  • neutrony středních energií - 1 keV až 500 keV
  • rychlé neutrony - 500 keV až 10 MeV
  • vysokoenergetické neutrony - více než 10 MeV

Tepelné neutrony

Pozn.: Tzv. tepelné neutrony jsou takové neutrony, jenž je v tepelné rovnováze s okolím při pokojové teplotě. Energie tepelných neutronů má Maxwellovo rozdělení kolem tzv. střední hodnoty, která je určena Boltzmannovou rovnicí:

E = 1/2 k × T

kde E je energie, k Boltzmannova konstanta /k = (1,380 622 ± 0,000 059) × 10-23 J × K-1 což činí asi 8,61 × 10-11 MeV × K-1 / a T je absolutní teplota (v Kelvinech).

Objev neutronů

Existenci neutronu vědci teoreticky předpověděli již na přelomu 19. a 20. století. Jeho existenci předpokládal slavný fyzik Ernest Rutherford, avšak experimentální důkaz existence neutronu přinesl až v roce 1932 James Chadwick (1891 - 1974), jenž za tento objev obdržel v roce 1935 Nobelovou cenu. Detekce neutronu se sice povedla již dříve jiným fyzikům, ti však mylně předpokládali, že jde o gama záření.

Elementární částice baryony bosony fermiony gluony hadrony hyperony kvarky leptony mezony elektron foton Higgsův boson kaon mion neutrino neutron pion pozitron proton tauon

Další související články:

+ Fermiony, nerudné částice řídící se Pauliho vylučovacím principem
+ Mezon, středně těžká a nestabilní elementární částice
+ Leptony, lehké elementární částice
+ Higgsův boson, Higgsovo pole a poslední chybějící článek standardního modelu částicové fyziky
+ Nejtěžší známá hvězda ve vesmíru
+ Co jsou to hvězdy? Ze života hvězd
+ Hvězda s chvostem, neočekávaný objev
+ Planckův teleskop zachytil záření zrodu vesmíru
+ Kosmický teleskop Spitzer je opět v provozu
+ Vzplanutí temných oblaků
Treking.cz - diskuze

Diskuse k tomuto článku

přidat názor


Reklama
Reklama
Výběr článků
Hory Přes dominanty Tišnovské kotliny, v kraji mezi Květnicí a Čebínkou
Hory Kojšovská hoľa - princezná hôľ
Hory Bloudím dobře, bloudím (ne)rád aneb podařilo se i vám zakufrovat?
Reklama
Témata našich článků…
Sněžka Slovenský ráj Šumava, ubytování Zverovka Pravčická brána Kvarky Téryho chata Říp Propast Macocha Praděd Králický Sněžník Čičmany Lysá hora Měsíc Slunce Hrad Čachtice Tribeč Pieniny Železné hory Hukvaldy Zimní obloha Štrbské pleso Lomnický štít
Reklama
Doporučujeme ke čtení

Opruzeniny, nepříjemný společník na letních trecích - prevence a léčba

Vzniku opruzenin můžete částečně předcházet vhodnou volbou spodního prádla. Volné trenýrky či boxerky, vlněné triko či nealergenní termotriko jsou jednou z podmínek. Ty budou vaší kůži zbavovat přebytečné vlhkosti a potu a umožňují snadné větrání. Prostě platí, že…

Turistická obuv, jak si vybrat vhodné turistické boty

Pohory

Pro VHT a pobyt v exponovaném terénu se používají pohorky. Ač dnes už tento název plně nevyjadřuje všechny možnosti použití. Jsou…

Populární treky
1. Trek na sněžnicích Velká Fatra na sněžnicích, přes Lysec a Javorinu na Borišov aneb trek kolem Belianské doliny
2. Slovenské hory Přechod hřebene Malé Fatry na sněžnicích
3. Slovenské hory Přechod hlavního hřebene Západních Tater - Roháčů, nejnáročnější hřebenovka Slovenska
4. České hory Dvoudenní přechod hřebene Krkonoš, hřebenovka nejvyšších českých hor
5. Divoký Balkán Což takhle hřebenovka přes Korab a Deshat?
Reklama
Reklama
Regiony
Beskydy | Bílé Karpaty | Blatenská pahorkatina | Brdy | Broumovská vrchovina | Česká Kanada | České středohoří | České Švýcarsko | Český les | Český ráj | Děčínská vrchovina | Doupovské hory | Drahanská vrchovina | Džbán | Hanušovická vrchovina | Hornosvratecká vrchovina | Hostýnské vrchy | Chřiby | Javorníky | Jeseníky | Ještědsko-kozákovský hřbet | Jevišovická pahorkatina | Jizerské hory | Králický Sněžník | Krkonoše | Krušné hory | Křemešnická vrchovina | Křivoklátská vrchovina | Litenčická pahorkatina | Lužické hory | Nízký Jeseník | Novohradské hory | Orlické hory | Pálava | Podbeskydská pahorkatina | Podyjí | Rakovnická pahorkatina | Ralsko | Rychlebské hory | Slavkovský les | Slezské Beskydy | Smrčiny | Svitavská pahorkatina | Šluknovská pahorkatina | Šumava | Švihovská vrchovina | Vizovická vrchovina | Vlašimská pahorkatina | Vsetínské vrchy | Východolabská tabule | Zábřežská vrchovina | Zlatohorská vrchovina | Ždánický les | Železné hory | Žulovská pahorkatina | Belianské Tatry | Branisko | Bukovské vrchy | Burda | Cerová vrchovina | Čergov | Čierna hora | Chočské vrchy | Kremnické vrchy | Krupinská planina | Kysucké Beskydy | Laborecká vrchovina | Levočské vrchy | Ľubovnianska vrchovina | Malá Fatra | Malé Karpaty | Muránska planina | Myjavská pahorkatina | Nízké Tatry | Ondavská vrchovina | Oravská Magura | Oravské Beskydy | Ostrôžky | Pieniny | Podunajská pahorkatina | Pohronský Inovec | Polana | Považský Inovec | Revúcka vrchovina | Roháče | Slanské vrchy | Slovenský kras | Slovenský ráj | Spišská Magura | Beskydy | Stolické vrchy | Strážovské vrchy | Starohorské vrchy | Šarišská vrchovina | Štiavnické vrchy | Tribeč | Velká Fatra | Veporské vrchy | Vihorlat | Volovské vrchy | Vtáčnik | Vysoké Tatry | Východoslovenská rovina | Zemplínské vrchy | Žiar
Služby Horská seznamka Outdoor bazar Ztráty a nálezy Archiv článků Spolupracujeme Počasí Satelitní snímky Fotogalerie Turistická mapa Kalendář turistických akcí Treky České hory Slovenské hory Alpy Karpattreky Rumunské hory Ukrajinské Karpaty Asijské hory Severské země Turistika s dětmi Balkánské a evropské hory Ubytování Horské chaty, české hory Slovenské chaty Penziony, hotely Ubytování online Alpské chaty České kempy Slovenské kempy Chorvatské kempy Kempy, Slovinsko Ukrajina, Rumunské hory Výlety Skalní města a skály Naše vrcholy Rozhledny České hrady Slovenské hrady Jeskyně Vodopády Sedla a doliny Členění Slovenska Geomorfologické členění ČR Výlety Přehled našich pohoří Sopky v ČR Karpaty Alpy Ledovcová jezera Památky a zámky Větrné mlýny Čedičové varhany Viklany Bludné (eratické) balvany Ostatní Cestování, cestopisy Horolezectví Cykloturistika Snow Soutěže Příroda, fauna a flóra Vesmír, astronomie E-shop Testujeme Outdoor vybavení, poradna
TOPlist