נייטרון – הבדלי גרסאות

|כיתוב=נייטרון מורכבמכיל משלושהשלושה קווארקיםקווארקי בהרכבערכיות, [[קוארק למעלה|u]][[קוארק למטה|d]][[קוארק למטה|d]]. הגלואונים, המסומנים כגלים, נושאים את [[הכוח החזק]] הקושר בין הקווארקים

|סטטיסטיקה=[[פרמיון]]

|אנטי חלקיק=[[אנטינייטרון]]

|סמל=n

|מסה1={{SN|1.674674927471|-27}}

|מסה2=939.65654133

|ספין={{הצגת שבר|1/|2}}

'''נֵיטְרוֹן''' ('''Neutron'''; מ[[לטינית]]: "שאינו נוטה לשום צד". ידוע ב[[עברית]] גם ב[[איות עברי|איות]] ובשמות: '''נויטרוןניוטרון''', '''ניוטרוןנויטרון''') הוא [[נוקליאון]] חסר [[מטען חשמלי]], בעל. [[מסהמסת מנוחה|מסת המנוחה]] שוותשלו ערךהיא לכ-939.6 [[אלקטרוןמגה וולטאלקטרונוולט|MeV]], או כ-1.008665 [[יחידת מסה אטומית מאוחדת|יחידות מסה אטומית מאוחדת]],{{הערה|{{cite web |url=http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mnc2mev |title=CODATA Value: neutron mass energy equivalent in MeV |date=25 June 2015 |website= |publisher=[[NIST]] |access-date=5 March 2017}}}}{{הערה|{{cite web |url=http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?muc2mev |title=CODATA Value: atomic mass constant energy equivalent in MeV |date=25 June 2015 |website= |publisher=[[NIST]] |access-date=5 March 2017}}}} (מעט יותר משלמזו של ה[[פרוטון]], -שמסתו כ-938.3 MeV).

הגרעין של רוב סוגי ה[[אטום|אטומים]] (דהיינו, למעט ה[[איזוטופ]] הנפוץ של [[מימן]], המורכב מפרוטון אחד בלבד) מורכב מפרוטונים ונייטרונים. חלקיקים בתוך הגרעין, הנוקליאונים חווים תנודה (oscillation) בלתי מהדהדיםפוסקת בין נייטרונים ופרוטוניםלפרוטונים, המותמרים מאחד לשני על ידי פליטה וקליטה של [[פאיון|פאיונים]]. כאשר שני אטומים הם של אותו [[יסוד כימי]] (כלומר, הם בעלי [[מספר אטומי]] זהה) אך לכל אחד מהם יש מספר שונה של נייטרונים נקראים(כלומר, הם בעלי [[מספר מסה]] שונה), הם מהווים [[איזוטופ]]ים שונים של אותו יסוד כימי.

מחוץ לגרעין, הנייטרון [[יציבות האטום|בלתי יציב]] ובעל תקופת [[מחציתאורך חיים ממוצע]] של כ-15 [[דקה|דקות]] בלבד. סוגדעיכת ההתפרקותנייטרון שלומתרחשת מכונהגם "התפרקותבגרעינים בטא".של כשהנייטרוןאטומים מתפרקלא יציבים, הוא מתפרק על ידי פליטתכלומר, [[אלקטרוןרדיואקטיביות|רדיואקטיביים]] ואנטי-נייטרינו ונהפך לפרוטון. התפרקות בטא מתרחשת גם בנייטרונים המצויים בכמה סוגים של גרעיני אטומים.

הנייטרון מורכבמכיל משלושהשלושה [[קווארק]]יםי ערכיות (valence quarks), שני [[קווארק למטה|קווארקי למטה]] (d) ו[[קווארק למעלה]] (u) אחד. לפיכך, כךהנייטרון שהוא מהווההוא [[באריון]]. ב[[דעיכת בטא מינוס]], אחד הקווארקים מסוג d שבנייטרון — שמסתו גדולה ממסת קווארק u — דועך לקווארק u ול[[בוזוני W ו-Z|{{משמאל לימין|בוזון W^-}}]]. בוזון ה-{{משמאל לימין|W^-}} דועך מידתוך כ-{{SN|3|-25}} שניות ל[[אלקטרון]] ול[[אנטי-נייטרינו]] אלקטרוני.

למרות שגם האטום במצבו הרגיל נטול [[מטען חשמלי]], הואהאטום גדול פי 10,000 לערך מהנייטרון ומורכב ממערכת מסובכת של אלקטרונים, בעלי מטען חשמלי שלילי, המפוזרים במסלולים נרחבים סביב גרעין בעל מטען חשמליטעון חיוביחיובית. חלקיקים בעלי מטען חשמלי, כגון פרוטונים, אלקטרונים ו[[קרינת אלפא|חלקיקי אלפא]] (גרעיןגרעיני [[הליום]]), וכןכמו גם [[קרינה אלקטרומגנטית]] (כגון [[קרינת גמא]]), מאבדים [[אנרגיה]] במעבר דרך חומר. הם מפעילים כוחות חשמליים המייננים את אטומי החומר דרכו הם עוברים. האנרגיה הנלקחת לצורך יינון שווה לאנרגיה שאבדה לחלקיקים הטעונים במעבר החומר, דבר הגורם להאטה, או על ידי קרינת גמא הנספגת. הנייטרון לעומת זאת, הנייטרון אינו מושפע על ידי כוחות אלו. הוא מושפע רק מ[[הכוח הגרעיני]], בעל הטווחטווח הפעולה הקצר מאדמאוד, המשחק תפקיד רק כשהנייטרון מתקרב מאוד לגרעין האטום. לפיכך, נייטרון חופשי נע בדרכו ללא הפרעה עד שהוא מתנגש ישירות עם גרעין האטום. מכיוון שהנפח שתופס גרעין האטום הוא קטן מאד, התנגשויות אלו קורות לעתים נדירות והנייטרון עובר מרחק רב לפני ההתנגשות.

טבעו נטול המטען של הנייטרון מקשה על השליטה עליו, בנוסף להיותו קשה לאיתור. ניתן להאיץ, להאט או להסיט חלקיקים טעונים באמצעות שדות חשמליים או מגנטיים, אבל לאלו אין השפעה על נייטרונים. הדרך היחידה שבידינו לשלוט על נייטרונים חופשיים היא לשיםלהציב גרעינים בנתיבם כך שהם יואטו, יוסטו או ייספגו בהתנגשויות. לתופעות אלו חשיבות מעשית גדולה ב[[כור גרעיני|כורים גרעיניים]] וב[[נשק גרעיני]].

בשנת ב-[[1930]], צמד חוקרים גרמנים:, [[ולתר בותה]] ו[[הנס בקר]], גילו שאםשכאשר חלקיקי אלפא הנפלטים מ[[פולוניום]], שהם בעלי אנרגיה רבה, פוגעים ביסודות קלים מסוימים כגון [[בריליום]], [[בור (יסוד)|בורוןבור]], או [[ליתיום]], מופקת קרינה חודרנית ביותר. בתחילה הניחו שמדובר בקרינת גמא, למרות שלקרינה הייתה יכולת חדירה חזקה מכלמזו של כל קרני גמאהגמא ידועותהידועות, ולא ניתן היה לפרש את תוצאות הניסויים בהנחהעל בסיס [[השערה (מדע)|השערה]] זו.

התרומה המשמעותית הבאה דווחה על ידי בני הזוג [[אירן ז'וליו-קירי|אירן]] ו[[פרדריק ז'וליו-קירי|פרדריק]] קירי]] בפריז. הם הראו שאם קרינה בלתי-מוכרת זו פוגעת ב[[פרפין]], או בתרכובות אחרות המכילות מימן, הן פולטות פרוטונים בעלי רמת אנרגיה גבוהה. כשלעצמה, לא הייתה בעובדה זו סתירה להתנהגות קרינת גמא שהניחו שהיא הקרינה הבלתי-מוכרת, אבל ניתוח כמותי מפורט של המידע לא התאים ל[[השערה (מדע)|השערה]]להשערה זו.

לבסוף (בשלהי 1932), ביצע ה[[פיזיקאי]] ה[[אנגליה|אנגלי]] [[ג'יימס צ'דוויק]] סדרת ניסויים שהפריכו סופית את השערת קרינת הגמא. הוא הציע השערה, שעלעל פיה, הקרינה היא מסוג חדש ומורכבת מחלקיקים חסרי מטען, שמסתם קרובה למסת הפרוטון. צ'דוויק ערך סדרת ניסויים, שכללו את מדידת ה[[פיזור]] של פרוטונים שנפלטו מאטומי מימן אשר נחשפו לקרינת אלפא. ניסויים אלו שאימתואימתו את השערתו. חלקיקים בלתי-טעונים אלו קרויים כיום נייטרונים. על גילוי זה זכה צ'דוויק ב[[פרס נובל לפיזיקה]] בשנת ב-[[1935]].