NEUTRONAS(n) (iš lotynų kalbos neutralus - nei vienas, nei kitas) - elementarioji dalelė su nuline elektros krūvis ir masė, šiek tiek didesnė už protono masę. Kartu su protonu bendriniu pavadinimu. Nukleonas yra atominių branduolių dalis. H. turi sukimosi 1/2 ir todėl paklūsta Fermi - Dirac statistika(yra fermionas). Priklauso šeimai adra-nov; turi bariono skaičius B= 1, t.y. įtrauktas į grupę barionai.

1932 m. atrado J. Chadwickas, kuris parodė, kad kietai prasiskverbią spinduliuotę, atsirandančią a-dalelėmis bombarduojant berilio branduolius, sudaro elektriškai neutralios dalelės, kurių masė maždaug lygi protono masei. 1932 metais D. D. Ivanenko ir W. Heisenbergas iškėlė hipotezę, kad atomo branduoliai susideda iš protonų ir H. Skirtingai nuo krūvių. dalelių, H. lengvai įsiskverbia į branduolius esant bet kokiai energijai ir su didelė tikimybė priežasčių branduolinės reakcijos gaudyti (n,g), (n,a), (n, p), jei energijos balansas reakcijoje teigiamas. Egzotermijos tikimybė didėja H lėtėjant atvirkščiai proporcingai. jo greitis. E. Fermi ir jo bendradarbiai 1934 m. atrado H. gaudymo reakcijų tikimybės padidėjimą, kai jos sulėtėja vandenilio turinčiose terpėse. H. gebėjimą sukelti sunkiųjų branduolių dalijimąsi atrado O. Hahn ir F. Strassmann (F . Strassman) 1938 m. (žr Branduolio dalijimasis), buvo kūrimo pagrindas atominiai ginklai Ir . Lėtųjų neutronų, kurių de Broglie bangos ilgis priklauso nuo atominių atstumų eilės (rezonanso efektai, difrakcija ir kt.), sąveikos su medžiaga ypatumai yra pagrindas plačiai naudoti neutronų pluoštus fizikoje. kietas. (H. klasifikacija pagal energiją – greita, lėta, šiluminė, šalta, itin šalta – žr. str. Neutronų fizika.)

Laisvoje būsenoje H. yra nestabilus – jame vyksta B irimas; n p + e - + v e; jo gyvavimo laikas t n = 898(14) s, elektronų spektro ribinė energija yra 782 keV (žr. Neutronų beta skilimas). Surištoje būsenoje, kaip stabilių branduolių dalyje, H. yra stabilus (eksperimentiniais vertinimais, jo gyvenimo trukmė viršija 10 32 metus). Pasak astr. Apskaičiuota, kad 15% matomos Visatos materijos atstovauja H., kuri yra 4 He branduolių dalis. H. yra pagrindinis komponentas neutroninės žvaigždės. Laisvieji H. gamtoje susidaro in branduolinės reakcijos, kurį sukelia radioaktyvaus skilimo a-dalelės, kosminiai spinduliai ir dėl spontaniško ar priverstinio sunkiųjų branduolių dalijimosi. Art. šaltiniai H. yra branduoliniai reaktoriai, branduoliniai sprogimai, protonų (vidutinės energijos) ir elektronų greitintuvai su taikiniais iš sunkūs elementai. 14 MeV energijos vienspalvių H. pluoštų šaltiniai yra mažos energijos. deuterono greitintuvai su tričio ar ličio taikiniu, o ateityje gali pasirodyti intensyvūs tokių H. šaltiniai. termobranduoliniai įrenginiai UTS. (Cm. .)

Pagrindinės H savybės.

Mišios H. t p = 939.5731(27) MeV/s 2 = = 1.008664967(34) at. vienetų masė 1,675. 10 -24 g Skirtumas tarp H. ir protono masių buvo matuojamas nuo maksimumo. tikslumas nuo energijos. H. gaudymo protonu reakcijos balansas: n + p d + g (g-kvantinė energija = 2,22 MeV), m n- m p = 1,293323 (16) MeV/c 2 .

Elektros krūvis H. K n = 0. Tiksliausi tiesioginiai matavimai K n daromi nukreipiant šalto arba itin šalto H. spindulius į elektrostatinius. laukas: K n<= 3·10 -21 ją- elektronų krūvis). Kosv. elektros duomenys neutralumas makroskopinis. jų duodamo dujų kiekio Qn<= 2·10 -22 e.

Sukite H. J= 1/2 buvo nustatytas tiesioginiais H. pluošto skilimo nehomogeniniame magnetiniame lauke eksperimentais. lauką į du komponentus [bendruoju atveju komponentų skaičius lygus (2 J + 1)].

Nuoseklus hadronų sandaros aprašymas remiantis modern stiprios sąveikos teorija - kvantinė chromodinamika– susitinkant su teoriniu. tačiau sunkumų daugeliui visiškai patenkins užduotis. rezultatus pateikia nukleonų, vaizduojamų kaip elementarūs objektai, sąveikos, keičiantis mezonais, aprašymas. Eksperimentuokime. erdvių tyrinėjimas. H. struktūra atliekama naudojant didelės energijos leptonų (elektronų, miuonų, neutrinų, šiuolaikinėje teorijoje laikomų taškinėmis dalelėmis) sklaidą ant deuteronų. Protono sklaidos indėlis matuojamas gyliu. eksperimentas ir gali būti atimtas naudojant apibrėžimą. paskaičiuos. procedūras.

Elastingas ir kvazielastinis (su deuterono padalijimu) elektronų sklaida ant deuterono leidžia rasti elektrinio tankio pasiskirstymą. krūvis ir magnetinis momentas H. ( formos koeficientas H.). Remiantis eksperimentu, magnetinio tankio pasiskirstymas. momentas H. kelių eilės tikslumu. procentų sutampa su elektrinio tankio pasiskirstymu. protonų krūvis ir jo vidutinis kvadratinis spindulys yra ~0,8·10–13 cm (0,8 F). Magn. H. formos veiksnį gana gerai apibūdina vadinamasis. dipolio f-loy G M n = m n (1 + q 2 /0,71) -2, kur q 2 - perduoto impulso kvadratas vienetais (GeV/c) 2.

Sudėtingesnis klausimas yra apie elektros srovės dydį. (įkrovos) formos koeficientas H. G E n. Iš deuterono sklaidos eksperimentų galime daryti išvadą G E n( q 2 ) <= 0,1 perduodamų impulsų kvadratų intervale (0-1) (GeV/c) 2. At q 2 0 dėl lygybės nuliniam elektriniam. kaltinti H. G E n- > 0, tačiau jį galima nustatyti eksperimentiniu būdu dG E n( q 2 )/dq 2 | q 2=0. Ši vertė yra maks. tiksliai rasta pagal ismatavimus sklaidos ilgiai H. ant sunkiųjų atomų elektronų apvalkalo. Pagrindinis Dalį šios sąveikos lemia magnetinis laukas. akimirka H. Max. tikslūs eksperimentai suteikia ne sklaidos ilgį A ne = -1,378(18) . 10 -16 cm, o tai skiriasi nuo skaičiuotinės vertės, nustatytos magnetiniu lauku. momentas H.: a ne = -1,468. 10–16 cm skirtumas tarp šių verčių suteikia vidutinį kvadratinį elektrinį. spindulys H.<r 2 E n >= = 0,088(12) Fili dG E n( q 2)/dq 2 | q 2 = 0 = -0,02 F 2 . Šie skaičiai negali būti laikomi galutiniais dėl didelės duomenų sklaidos, skaidymo. eksperimentų, viršijančių praneštas klaidas.

H. sąveikos su dauguma branduolių bruožas yra teigiamas. sklaidos ilgis, kuris lemia koeficientą. refrakcija< 1. Благодаря этому H., падающие из вакуума на границу вещества, могут испытывать полное внутр. отражение. При скорости u < (5-8) м/с (ультрахолодные H.) H. испытывают полное отражение от границы с углеродом, никелем, бериллием и др. при любом угле падения и могут удерживаться в замкнутых объёмах. Это свойство ультрахолодных H. широко используется в экспериментах (напр., для поиска ЭДМ H.) и позволяет реализовать нейтронооптич. устройства (см. Neutronų optika).

H. ir silpna (electroweak) sąveika. Svarbus informacijos apie elektrosilpnąją sąveiką šaltinis yra laisvojo H b-skilimas. Kvarkų lygyje šis procesas atitinka perėjimą. Atvirkštinis elektrono ir protono sąveikos procesas vadinamas. atvirkštinis b-skilimas. Ši procesų klasė apima elektroninis fiksavimas, vykstantis branduoliuose, re - n v e.

Laisvojo H skilimas atsižvelgiant į kinematiką. parametrai apibūdinami dviem konstantomis – vektoriumi G V, kuris yra dėl vektoriaus išsaugojimo srovė universitetas. silpna sąveikos konstanta ir ašinis vektorius G A, pjūvio vertę lemia stipriai sąveikaujančių nukleono komponentų – kvarkų ir gliuonų – dinamika. Pradinio H. ir galutinio protono bei n p perėjimo matricinio elemento banginės funkcijos dėl izotopo. invariantai apskaičiuojami gana tiksliai. Dėl to konstantų apskaičiavimas G V Ir G A nuo laisvojo H. irimo (priešingai nei skaičiavimai iš branduolių b-skilimo) nesusijęs su atsižvelgimu į branduolinės struktūros veiksnius.

H. gyvavimo trukmė neatsižvelgiant į tam tikrus pataisymus yra lygi: t n = kilogramas 2 V+ 3G 2 A) -1 , kur k apima kinematiką veiksnius ir Kulono pataisas, priklausančias nuo b-skilimo ribinės energijos ir radiacinės korekcijos.

Poliarizatoriaus skilimo tikimybė. H. su sukimu S , elektrono energijos ir momento bei antineutrino ir R e, paprastai apibūdinamas tokia išraiška:

Koef. koreliacijos a, A, B, D gali būti pavaizduota kaip parametro funkcija a = (G A/G V,)exp( i f). F fazė skiriasi nuo nulio arba p, jei T- nekintamumas sulaužytas. Lentelėje pateikiami eksperimentiniai duomenys. šių koeficientų vertės. ir iš to kylančias reikšmes a ir f.

Tarp šių duomenų yra pastebimas skirtumas. eksperimentai t n, pasiekę keletą. proc.

Elektrosilpnos sąveikos, susijusios su H. esant didesnėms energijoms, aprašymas yra daug sudėtingesnis, nes reikia atsižvelgti į nukleonų struktūrą. Pavyzdžiui, m - -capture, m - p n v m apibūdinamas bent dvigubai didesniu konstantų skaičiumi. H. taip pat patiria elektrosilpną sąveiką su kitais hadronais, nedalyvaujant leptonams. Tokie procesai apima šiuos veiksmus.

1) Hiperonų skilimai L np 0, S + np +, S - np - ir tt Sumažėjusi šių skilimų tikimybė yra kelios. kartų mažiau nei nekeistoms dalelėms, kurios apibūdinamos įvedant Cabibbo kampą (žr. Cabibbo kampas).

2) Silpna sąveika n - n arba n - p, kuri pasireiškia kaip branduolinės jėgos, kurios neišsaugo erdvių. paritetasĮprastas jų sukeliamo poveikio dydis yra 10 -6 -10 -7.

H. sąveika su vidutiniais ir sunkiais branduoliais turi nemažai ypatybių, dėl kurių kai kuriais atvejais tai reiškia. stiprinant poveikį branduolių pariteto neišsaugojimas. Vienas iš šių poveikių yra susijęs. H. c sugerties skerspjūvio skirtumas sklidimo kryptimi ir prieš jį, briaunos 139 La branduolio atveju yra lygus 7%, esant = 1,33 eV, atitinkantį R- bangų neutronų rezonansas. Padidėjimo priežastis yra mažos energijos derinys. junginio branduolio būsenų plotis ir didelis lygių su priešingomis paritetais tankis šiame junginio branduolyje, o tai užtikrina 2-3 laipsniais didesnį komponentų su skirtingą paritetą susimaišymą nei žemose branduolių būsenose. Rezultatas yra daugybė efektų: g-kvantų emisijos asimetrija, palyginti su užfiksuotų poliarizatorių sukiniu. H. reakcijoje (n, g), krūvio emisijos asimetrija. dalelės skilimo reakcijos metu junginių būsenoms (n, p) arba lengvo (arba sunkaus) dalijimosi fragmento emisijos asimetrija reakcijoje (n, f). Asimetrijos vertė yra 10 -4 -10 -3, kai šiluminė energija H. V R-bangų neutronų rezonansai realizuojami papildomai. patobulinimas, susijęs su šios sudėtinės būsenos paritetą išsaugančio komponento susidarymo tikimybės slopinimu (dėl mažo neutronų pločio R-rezonansas) priešingos pariteto priemaišos komponento atžvilgiu, kuris yra s-rezonansas-som. Tai kelių derinys. amplifikacijos faktoriai leidžia pasireikšti itin silpnam, branduolinei sąveikai būdingo dydžio efektui.

Sąveika su bariono skaičiaus pažeidimu. Teorinis modeliai didysis susivienijimas Ir superunifikacijos prognozuoti barionų nestabilumą – jų skilimą į leptonus ir mezonus. Šie skilimai gali būti pastebimi tik lengviausiems barionams – p ir n, kurie yra atomo branduolių dalis. Dėl sąveikos su bariono skaičiaus pokyčiu 1, D B= 1, galima būtų tikėtis H. tipo transformacijos: n e + p - , arba transformacijos su keistų mezonų emisija. Tokio pobūdžio procesų paieška buvo vykdoma eksperimentuose naudojant kelių masės požeminius detektorius. tūkstantis tonų. Remiantis šiais eksperimentais, galime daryti išvadą, kad H. su bariono skaičiaus pažeidimu skilimo laikas yra daugiau nei 10 32 metai.

Dr. galimas sąveikos tipas su D IN= 2 gali sukelti H. ir tarpusavio konversijos reiškinį antineutronai vakuume, t.y. į virpesius . Nesant išorinių laukuose arba esant mažam jų dydžiui, H. ir antineutrono būsenos yra išsigimusios, nes jų masės yra vienodos, todėl net ir itin silpna sąveika gali juos sumaišyti. Mažo išorės kriterijus laukai yra sąveikos energijos magnetinės mažumas. momentas H. su magnetu. laukas (n ir n ~ turi priešingo ženklo magnetinius momentus), palyginti su laiko nustatyta energija T pastebėjimai H. (pagal neapibrėžtumo santykį), D<=hT-1. Stebint antineutronų susidarymą H pluošte iš reaktoriaus ar kito šaltinio T yra skrydžio H laikas. prie detektoriaus. Antineutronų skaičius pluošte didėja kvadratiškai ilgėjant skrydžio laikui: /N n ~ ~ (T/t osc) 2, kur t osc yra virpesių laikas.

Tiesioginiai eksperimentai stebint šalto H. susidarymą pluoštuose iš didelio srauto reaktoriaus duoda ribą t osc > 10 7 s. Ruošiamuose eksperimentuose galima tikėtis jautrumo padidėjimo iki t osc lygio ~ 10 9 s. Ribojančios aplinkybės yra maks. H. spindulių intensyvumas ir antineutroninių reiškinių modeliavimas kosminiame detektoriuje. spinduliai.

Dr. svyravimų stebėjimo metodas – antineutronų, kurie gali susidaryti stabiliuose branduoliuose, anihiliacijos stebėjimas. Be to, dėl didelio branduolyje atsirandančio antineutrono sąveikos energijų skirtumo nuo surišimo energijos H. eff. stebėjimo laikas tampa ~ 10 -22 s, tačiau didelis stebimų branduolių skaičius (~ 10 32) iš dalies kompensuoja jautrumo sumažėjimą, lyginant su eksperimentu H pluoštuose Iš požeminių eksperimentų, ieškant protonų skilimo, duomenų įvykių, kurių energija išsiskiria ~ 2 GeV, galima daryti su tam tikru neapibrėžtumu, priklausomai nuo tikslaus branduolio viduje esančio antineutrono sąveikos tipo nežinojimo, kad t osc > (1-3). 10 7 p. Būtybės T osc ribos padidėjimą šiuose eksperimentuose trukdo fonas, kurį sukelia kosminių dalelių sąveika. neutrinai su branduoliais požeminiuose detektoriuose.

Reikėtų pažymėti, kad nukleonų skilimo paieška naudojant D B= 1 ir -svyravimų paieška yra nepriklausomi eksperimentai, nes juos sukelia iš esmės skirtingi sąveikos tipai.

Gravitacinė sąveika H. Neutronas yra viena iš nedaugelio elementariųjų dalelių, patenkančių į gravitaciją. Žemės lauką galima stebėti eksperimentiškai. Tiesioginis H. matavimas atliekamas 0,3% tikslumu ir nesiskiria nuo makroskopinio. Atitikties klausimas išlieka aktualus lygiavertiškumo principas(inercinių ir gravitacinių masių lygybė) H. ir protonams.

Tiksliausi eksperimentai buvo atlikti naudojant Et-svorio metodą kūnams su skirtingais vidurkiais. santykio reikšmės A/Z, Kur A- pas. numeris, Z- branduolių krūvis (elementarinio krūvio vienetais e). Iš šių eksperimentų matyti, kad H. ir protonų gravitacijos pagreitis yra identiškas 2·10 -9 lygyje, o gravitacijos lygybė. o inertinės masės ~10 -12 lygyje.

Gravitacija pagreitis ir lėtėjimas plačiai naudojami eksperimentuose su ultrašaltu H. Gravitacijos taikymas. Šalto ir itin šalto H. refraktometras leidžia labai tiksliai išmatuoti koherentinės H. sklaidos ant medžiagos ilgį.

H. kosmologijoje ir astrofizikoje

Pagal šiuolaikinį idėjos, Hot Universe modelyje (žr. Karštos visatos teorija)Barionai, įskaitant protonus ir vandenilį, susidaro pirmosiomis Visatos gyvavimo minutėmis. Vėliau tam tikra H. dalis, kuri nespėjo suirti, užfiksuojama protonų, susidarant 4 He. Vandenilio ir 4 He santykis yra nuo 70% iki 30% masės. Žvaigždžių formavimosi ir jų evoliucijos metu toliau nukleosintezė, iki geležies branduolių. Sunkesni branduoliai susidaro dėl supernovos sprogimų gimus neutroninės žvaigždės, sukuriant galimybę sekti. H. gaudymas nuklidais. Šiuo atveju derinama vadinamoji. s-procesas – lėtas H. gaudymas su b-skilimu tarp nuoseklių fiksavimų ir r-procesas - greitas nuoseklus. daugiausia užfiksuoti žvaigždžių sprogimo metu. gali paaiškinti pastebėtą elementų paplitimas kosmose objektų.

Pirminiame kosminio komponente H. spindulių tikriausiai nėra dėl jų nestabilumo. H., susidaręs Žemės paviršiuje, sklindantis į erdvę. erdvė ir joje irstantieji, matyt, prisideda prie elektronų ir protonų komponentų susidarymo radiacijos diržaiŽemė.

Lit.: Gurevich I.S., Tarasov L.V., Mažos energijos neutronų fizika, M., 1965; Aleksandrovas A. Pagrindinės neutrono savybės, 2 leidimas, M., 1982 m.

Neutronas (elementarioji dalelė)

Šį straipsnį Wikiknowledge svetainei parašė Vladimiras Gorunovičius, jis patalpintas šioje svetainėje siekiant apsaugoti informaciją nuo vandalų, o vėliau šioje svetainėje papildytas.

Elementariųjų dalelių lauko teorija, veikianti MOKSLO rėmuose, remiasi FIZIKOS įrodytu pagrindu:

• Klasikinė elektrodinamika,
• Kvantinė mechanika
• Apsaugos dėsniai yra pagrindiniai fizikos dėsniai.

Gamtoje neegzistuojančių elementariųjų dalelių panaudojimas, gamtoje neegzistuojančių esminių sąveikų išradimas arba gamtoje egzistuojančių sąveikų pakeitimas pasakiškomis, gamtos dėsnių ignoravimas, matematinių manipuliacijų su jomis veikla (mokslo įvaizdžio kūrimas) - tai yra PASAKŲ dalis, perduota kaip mokslas. Dėl to fizika nuslydo į matematinių pasakų pasaulį.

1 neutrono spindulys
2 Magnetinis neutrono momentas
3 Neutrono elektrinis laukas
4 Neutronų ramybės masė
5 Neutronų tarnavimo laikas
6 Nauja fizika: Neutronas (elementarioji dalelė) – santrauka

Neutronas – elementarioji dalelė kvantinis skaičius L=3/2 (spin = 1/2) - barionų grupė, protonų pogrupis, elektros krūvis +0 (sisteminimas pagal elementariųjų dalelių lauko teoriją).

Pagal elementariųjų dalelių lauko teoriją (teorija, pagrįsta moksliniu pagrindu ir vienintelė, kuri gavo teisingą visų elementariųjų dalelių spektrą), neutronas susideda iš besisukančio poliarizuoto kintamojo. elektromagnetinis laukas su pastoviu komponentu. Visi nepagrįsti kaltinimai Standartinis modelis kad neutronas tariamai susideda iš kvarkų, neturi nieko bendra su tikrove. - Fizika eksperimentiškai įrodė, kad neutronas turi elektromagnetinius laukus (nulinė viso elektros krūvio vertė nereiškia dipolio nebuvimo elektrinis laukas, kurią net standartinis modelis buvo netiesiogiai priverstas pripažinti įvesdamas elektros krūvius ant neutronų struktūros elementų), taip pat ir gravitacinio lauko. Fizikai puikiai atspėjo, kad elementariosios dalelės ne tik turi, bet ir susideda iš elektromagnetinių laukų prieš 100 metų, tačiau teorijos sukurti nepavyko iki 2010 m. Dabar, 2015 m., atsirado ir elementariųjų dalelių gravitacijos teorija, nustatanti gravitacijos elektromagnetinį pobūdį ir gavusi lygtis. gravitacinis laukas elementariosios dalelės, skirtingos nuo gravitacijos lygčių, kurių pagrindu buvo pastatyta ne viena matematinė fizikos pasaka.

Geltona spalva pažymėta neutrono elektromagnetinio lauko struktūra (E pastovus elektrinis laukas, H pastovus magnetinis laukas, kintamasis elektromagnetinis laukas).

Energijos balansas (bendros vidinės energijos procentas):

• pastovus elektrinis laukas (E) - 0,18 proc.
• pastovus magnetinis laukas (H) – 4,04 proc.
• kintamasis elektromagnetinis laukas - 95,78%.

Nepaisant nulinio elektros krūvio, neutronas turi dipolio elektrinį lauką.

1 neutrono spindulys

Elementariųjų dalelių lauko teorija elementariosios dalelės spindulį (r) apibrėžia kaip atstumą nuo centro iki taško, kuriame pasiekiamas didžiausias masės tankis.

Neutronui jis bus 3,3518 ∙10 -16 m Prie to turime pridėti elektromagnetinio lauko sluoksnio storį 1,0978 ∙10 -16 m.

Tada rezultatas bus 4,4496 ∙10 -16 m. Taigi išorinė neutrono riba turėtų būti daugiau nei 4,4496 ∙10 -16 m atstumu. Gauta vertė yra beveik lygi spinduliui protonų ir tai nenuostabu. Nustatomas elementariosios dalelės spindulys kvantinis skaičius L ir likusios masės vertė. Abi dalelės turi tą patį kvantinių skaičių L ir M L rinkinį, o jų ramybės masės šiek tiek skiriasi.

2 Magnetinis neutrono momentas

Priešingai nei kvantinė teorija, elementariųjų dalelių lauko teorija teigia, kad elementariųjų dalelių magnetiniai laukai nėra sukurti dėl elektros krūvių sukimosi sukimosi, o egzistuoja kartu su pastoviu elektriniu lauku kaip pastovi elektromagnetinio lauko sudedamoji dalis. Todėl visos elementariosios dalelės, kurių kvantinis skaičius L>0, turi magnetinius laukus.

Elementariųjų dalelių lauko teorija neutrono magnetinio momento nelaiko anomaliniu – jo reikšmę kvantinių skaičių aibė nulemia tiek, kiek Kvantinė mechanika veikia elementarioje dalelėje.

Taigi neutrono magnetinį momentą sukuria srovė:

• (0) su magnetiniu momentu -1 eħ/m 0n c

3 Neutrono elektrinis laukas

Nepaisant nulinio elektros krūvio, pagal elementariųjų dalelių lauko teoriją neutronas turi turėti pastovų elektrinį lauką. Elektromagnetinis laukas, sudarantis neutroną, turi pastovų komponentą, todėl neutronas turi turėti pastovų magnetinį lauką ir pastovų elektrinį lauką. Nuo elektros krūvio lygus nuliui tada nuolatinis elektrinis laukas bus dipolis. Tai yra, neutronas turi turėti pastovų elektrinį lauką panašus į lauką du paskirstyti lygiagretūs elektros krūviai, vienodi dydžiu ir priešingas ženklas. Įjungta dideli atstumai neutrono elektrinis laukas bus praktiškai nepastebimas dėl abiejų krūvio ženklų laukų tarpusavio kompensacijos. Tačiau neutrono spindulio eilės atstumu šis laukas turės didelę įtaką sąveikai su kitomis panašaus dydžio elementariomis dalelėmis. Tai visų pirma susijusi su neutrono sąveika su protonu ir neutronu su neutronu atomo branduoliuose. Neutronų ir neutronų sąveikai tai bus atstumiančios jėgos su ta pačia sukimosi kryptimi ir patrauklios jėgos su priešinga kryptis sukasi Neutronų ir protonų sąveikai jėgos ženklas priklauso ne tik nuo sukinių orientacijos, bet ir nuo poslinkio tarp neutrono ir protono elektromagnetinių laukų sukimosi plokštumų.
Taigi, neutronas turi turėti dviejų paskirstytų lygiagrečių simetriškų žiedo elektros krūvių (+0,75e ir -0,75e) dipolio elektrinį lauką, vidutinį spindulį , esantis per atstumą

Neutrono elektrinis dipolio momentas (pagal elementariųjų dalelių lauko teoriją) lygus:

kur ħ – Planko konstanta, L – pagrindinis kvantinis skaičius elementariųjų dalelių lauko teorijoje, e – elementarus elektros krūvis, m 0 – likusioji neutrono masė, m 0~ – likusioji neutrono masė kintamasis elektromagnetinis laukas, c – šviesos greitis, P – elektrinis vektorius dipolio momentas(statmena neutronų plokštumai, eina per dalelės centrą ir yra nukreipta į teigiamą elektros krūvį), s – vidutinis atstumas tarp krūvių, r e – elementariosios dalelės elektrinis spindulys.

Kaip matote, elektros krūviai savo dydžiu yra artimi spėjamų kvarkų krūviams (+2/3e=+0,666e ir -2/3e=-0,666e) neutrone, tačiau skirtingai nuo kvarkų, elektromagnetiniai laukai egzistuoja neutrone. prigimtį, ir turi panašią struktūrą į konstantą Bet kuri neutrali elementarioji dalelė turi elektrinį lauką, nepriklausomai nuo sukinio dydžio ir... .

Neutrono elektrinio dipolio lauko potencialas taške (A) (artimoje zonoje apytiksliai 10s > r > s) SI sistemoje yra lygus:

kur θ yra kampas tarp dipolio momento vektoriaus P ir kryptis į stebėjimo tašką A, r 0 - normalizuojantis parametras lygus r 0 =0,8568Lħ/(m 0~ c), ε 0 - elektrinė konstanta, r - atstumas nuo elementario ašies (kintamojo elektromagnetinio lauko sukimosi). dalelė iki stebėjimo taško A, h - atstumas nuo dalelės plokštumos (einančios per jos centrą) iki stebėjimo taško A, h e - Vidutinis aukštis elektros krūvio vieta neutralioje elementariojoje dalelėje (lygi 0,5s), |...| - skaičių modulis, P n - vektoriaus dydis P n. (IN GHS sistema daugiklio nėra.)

Neutronų elektrinio dipolio lauko stipris E (artimoje zonoje apytiksliai 10s > r > s) SI sistemoje yra lygus:

Kur n=r/|r| - vieneto vektorius nuo dipolio centro stebėjimo taško (A) kryptimi taškas (∙) rodo skaliarinis produktas, vektoriai paryškinti pusjuodžiu šriftu. (GHS sistemoje daugiklio nėra.)

Neutrono elektrinio dipolio lauko stiprio komponentai (artimojoje zonoje apytiksliai 10s>r>s) išilginiame (| |) (išilgai spindulio vektoriaus, nubrėžto nuo dipolio iki šį tašką) ir skersinis (_|_) SI sistemoje:

Kur θ yra kampas tarp dipolio momento vektoriaus krypties P n ir spindulio vektorius iki stebėjimo taško (SGS sistemoje faktoriaus nėra).

Trečiasis elektrinio lauko stiprumo komponentas yra statmenas plokštumai, kurioje yra dipolio momento vektorius P n neutrono ir spindulio vektorius, - visada lygus nuliui.

Neutrono elektrinio dipolio lauko (n) ir elektrinio sąveikos potenciali energija U dipolio laukas kita neutrali elementarioji dalelė (2) taške (A) tolimojoje zonoje (r>>s), SI sistemoje yra lygi:

čia θ n2 – kampas tarp dipolio elektrinių momentų vektorių P n ir P 2, θ n - kampas tarp dipolio elektrinio momento vektoriaus P n ir vektorius r, θ 2 - kampas tarp dipolio elektrinio momento vektoriaus P 2 ir vektorius r, r- vektorius nuo dipolio elektrinio momento p n centro iki dipolio elektrinio momento p 2 centro (iki stebėjimo taško A). (GHS sistemoje daugiklio nėra)

Normalizuojantis parametras r 0 įvedamas siekiant sumažinti E vertės nuokrypį nuo apskaičiuotos naudojant klasikinę elektrodinamiką ir integralinis skaičiavimas artimoje zonoje. Normalizacija vyksta taške, esančiame plokštumoje lygiagrečiai plokštumai neutronas, pašalintas iš neutrono centro per atstumą (dalelės plokštumoje) ir su aukščio poslinkiu h=ħ/2m 0~ c, kur m 0~ yra masės kiekis, esantis kintamajame elektromagnetiniame lauke neutrono ramybės būsenoje (neutronui m 0~ = 0.95784 m. Kiekvienai lygčiai parametras r 0 apskaičiuojamas nepriklausomai. apytikslė vertė galite paimti lauko spindulį:

Iš viso to, kas išdėstyta pirmiau, išplaukia, kad neutrono elektrinis dipolio laukas (kurio egzistavimo gamtoje XX a. fizika neturėjo supratimo) pagal klasikinės elektrodinamikos dėsnius sąveikaus su įkrautomis elementariosiomis dalelėmis.

4 Neutronų ramybės masė

Pagal klasikinė elektrodinamika ir Einšteino formulė, likusioji elementariųjų dalelių, kurių kvantinis skaičius L>0, įskaitant neutroną, masė apibrėžiama kaip jų elektromagnetinių laukų energijos ekvivalentas:

Kur apibrėžtasis integralas perimamas visas elementariosios dalelės elektromagnetinis laukas, E – elektrinio lauko stiprumas, H – magnetinio lauko stiprumas. Čia atsižvelgiama į visus elektromagnetinio lauko komponentus: pastovų elektrinį lauką (kurį turi neutronas), nuolatinį magnetinį lauką, kintamąjį elektromagnetinį lauką. Ši maža, bet labai fiziškai talpi formulė, kurios pagrindu išvedamos elementariųjų dalelių gravitacinio lauko lygtys, į laužą atsiųs ne vieną pasakų „teoriją“ – štai kodėl kai kurie jų autoriai. negaliu pakęsti.

Kaip matyti iš aukščiau pateiktos formulės, neutrono ramybės masės vertė priklauso nuo sąlygų, kuriomis neutronas yra. Taigi, patalpindami neutroną į pastovų išorinį elektrinį lauką (pavyzdžiui, atomo branduolį), paveiksime E 2, kuris paveiks neutrono masę ir jo stabilumą. Panaši situacija susidaro, kai neutronas yra patalpintas į nuolatinį magnetinį lauką. Todėl kai kurios neutrono savybės atomo branduolyje skiriasi nuo tų pačių savybių laisvasis neutronas vakuume, toliau nuo laukų.

5 Neutronų tarnavimo laikas

Fizikos nustatytas 880 sekundžių gyvavimo laikas atitinka laisvąjį neutroną.

Elementariųjų dalelių lauko teorija teigia, kad elementariosios dalelės gyvenimo trukmė priklauso nuo sąlygų, kuriomis ji yra. Įdėdami neutroną į išorinį lauką (pavyzdžiui, magnetinį lauką), mes keičiame jo elektromagnetiniame lauke esančią energiją. Galite pasirinkti kryptį išorinis laukas taip kad vidinė energija neutronų sumažėjo. Dėl to neutronui irstant išsiskirs mažiau energijos, o tai apsunkins skilimą ir padidins elementariosios dalelės tarnavimo laiką. Galima pasirinkti tokią išorinio lauko stiprio reikšmę, kad neutronui skilti reikės papildomos energijos ir todėl neutronas taps stabilus. Būtent tai pastebima atominiuose branduoliuose (pavyzdžiui, deuteryje), kuriuose gretimų protonų magnetinis laukas neleidžia skilti branduolio neutronams. Kitais atvejais, kai į branduolį įvedama papildomos energijos, vėl gali atsirasti neutronų skilimas.

6 Nauja fizika: Neutronas (elementarioji dalelė) – santrauka

Standartinis modelis (šiame straipsnyje praleistas, bet kuris buvo teigiamas XX amžiuje) teigia, kad neutronas yra surišta būsena trys kvarkai: vienas „aukštyn“ (u) ir du „žemyn“ (d) kvarkai (numanoma kvarkinė neutrono struktūra: udd). Kadangi kvarkų buvimas gamtoje nebuvo eksperimentiškai įrodytas, elektros krūvis, kurio dydis būtų lygus hipotetinių kvarkų krūviui gamtoje, nebuvo aptiktas, o yra tik netiesioginių įrodymų, kurie gali būti interpretuojami kaip kvarkų pėdsakų buvimas gamtoje. kai kurios elementariųjų dalelių sąveikos, bet taip pat gali būti interpretuojamos skirtingai, tada teiginys Standartinis modelis, kad neutronas turi kvarko struktūrą, lieka tik neįrodyta prielaida. Bet kuris modelis, įskaitant standartinį, turi teisę daryti bet kokią elementariųjų dalelių struktūrą, įskaitant neutroną, tačiau kol greitintuvuose nebus aptiktos atitinkamos dalelės, iš kurių tariamai susideda neutronas, modelio teiginys turėtų būti laikomas neįrodytu.

Standartinis modelis, apibūdinantis neutroną, įveda kvarkus su gliuonais, kurių gamtoje nėra (gliuonų taip pat niekas nerado), laukus ir sąveikas, kurių gamtoje nėra ir kurie kertasi su energijos tvermės dėsniu;

Elementariųjų dalelių lauko teorija ( Nauja fizika) apibūdina neutroną pagal gamtoje egzistuojančius laukus ir sąveikas gamtoje veikiančių dėsnių rėmuose – tai MOKSLAS.

Vladimiras Gorunovičius

NEUTRONAS
Neutronas

Neutronas– neutrali dalelė, priklausanti barionų klasei. Kartu su protonu neutronas sudaro atomo branduolius. Neutrono masė m n = 938,57 MeV/s 2 ≈ 1,675·10 -24 g Neutronas, kaip ir protonas, turi 1/2ћ sukimąsi ir yra fermionas.. Jis taip pat turi magnetinį momentą μ n = - 1,91μ N. , kur μ N = e ћ /2m р с – branduolio magnetonas (m р – protono masė, naudojama Gauso vienetų sistema). Neutrono dydis yra apie 10 -13 cm Jis susideda iš trijų kvarkų: vieno u-kvarko ir dviejų d-kvarkų, t.y. jo kvarko struktūra yra udd.
Neutronas, būdamas barionu, turi bariono skaičių B = +1. Laisvoje būsenoje neutronas yra nestabilus. Kadangi jis yra šiek tiek sunkesnis už protoną (0,14%), jis suyra, kai galutinėje būsenoje susidaro protonas. Šiuo atveju bariono skaičiaus išsaugojimo įstatymas nepažeidžiamas, nes protono bariono skaičius taip pat yra +1. Dėl šio skilimo taip pat susidaro elektronų e - ir elektronų antineutrino e. Skilimas atsiranda dėl silpnos sąveikos.

Skilimo schema n → p + e - + e.

Laisvo neutrono gyvavimo trukmė yra τ n ≈ 890 sek. Atomo branduolyje neutronas gali būti toks pat stabilus kaip protonas.
Neutronas, būdamas hadronu, dalyvauja stiprioje sąveikoje.
Neutroną 1932 metais atrado J. Chadwickas.

Kas yra neutronas? Kokia jo struktūra, savybės ir funkcijos? Neutronai yra didžiausios dalelės, sudarančios atomus, visos medžiagos statybiniai blokai.

Atominė struktūra

Neutronai randami branduolyje, tankioje atomo srityje, taip pat užpildytoje protonais (teigiamai įkrautomis dalelėmis). Šiuos du elementus kartu laiko jėga, vadinama branduoline. Neutronai turi neutralų krūvį. Teigiamas krūvis protonas yra susietas su neigiamas krūvis elektroną, kad sukurtų neutralų atomą. Nors branduolyje esantys neutronai neturi įtakos atomo krūviui, jie vis tiek turi daug savybių, turinčių įtakos atomui, įskaitant radioaktyvumo lygį.

Neutronai, izotopai ir radioaktyvumas

Dalelė, esanti atomo branduolyje, yra neutronas, kuris yra 0,2% didesnis už protoną. Kartu jie sudaro 99,99% visos to paties elemento masės skirtingas kiekis neutronų. Kai mokslininkai nurodo atominę masę, jie turi omenyje vidutinę atominę masę. Pavyzdžiui, anglis paprastai turi 6 neutronus ir 6 protonus, kurių atominė masė yra 12, tačiau kartais randama ir 13 (6 protonai ir 7 neutronai). Anglies s atominis skaičius 14 taip pat egzistuoja, bet reta. Taigi, atominė masė anglies vidurkiams iki 12,011.

Kai atomai turi skirtingą neutronų skaičių, jie vadinami izotopais. Mokslininkai rado būdų, kaip šias daleles pridėti prie branduolio, kad būtų sukurti didesni izotopai. Dabar neutronų pridėjimas neturi įtakos atomo krūviui, nes jie neturi krūvio. Tačiau jie padidina atomo radioaktyvumą. Dėl to gali susidaryti labai nestabilūs atomai, kurie gali išsikrauti aukštus lygius energijos.

Kas yra šerdis?

Chemijoje branduolys yra teigiamai įkrautas atomo centras, kurį sudaro protonai ir neutronai. Žodis „branduolis“ kilęs iš lotyniško branduolio, kuris yra žodžio, reiškiančio „riešutas“ arba „branduolis“, forma. Terminą 1844 m. sukūrė Michaelas Faradėjus, norėdamas apibūdinti atomo centrą. Vadinami mokslai, susiję su branduolio tyrimu, jo sudėties ir savybių tyrimu branduolinė fizika ir branduolinė chemija.

Protonai ir neutronai yra stiprūs branduolinė jėga. Elektronai pritraukiami prie branduolio, bet juda taip greitai, kad jų sukimasis vyksta tam tikru atstumu nuo atomo centro. Branduolinis krūvis su pliuso ženklu kyla iš protonų, bet kas yra neutronas? Tai dalelė, kuri neturi elektros krūvio. Beveik visas atomo svoris yra branduolyje, nes protonai ir neutronai turi daug didelė masė nei elektronų. Protonų skaičius atomo branduolys nustato jo, kaip elemento, tapatybę. Neutronų skaičius rodo, kuris elemento izotopas yra atomas.

Atomo branduolio dydis

Branduolys yra daug mažesnis už bendrą atomo skersmenį, nes elektronai gali būti toliau nuo centro. Vandenilio atomas yra 145 000 kartų didesnis už jo branduolį, o urano atomas yra 23 000 kartų didesnis už jo centrą. Vandenilio branduolys yra mažiausias, nes susideda iš vieno protono.

Protonų ir neutronų išsidėstymas branduolyje

Protonai ir neutronai paprastai vaizduojami kaip supakuoti ir tolygiai paskirstyti į sferas. Tačiau tai yra tikrosios struktūros supaprastinimas. Kiekvienas nukleonas (protonas arba neutronas) gali užimti tam tikrą energijos lygį ir vietų diapazoną. Nors branduolys gali būti sferinis, jis taip pat gali būti kriaušės, rutulio ar disko formos.

Protonų ir neutronų branduoliai yra barionai, susidedantys iš mažiausių, vadinamų kvarkais. Traukos jėgos diapazonas yra labai mažas, todėl protonai ir neutronai turi būti labai arti vienas kito, kad būtų surišti. Ši stipri trauka įveikia natūralų įkrautų protonų atstūmimą.

Protonas, neutronas ir elektronas

Galingas postūmis plėtoti tokį mokslą kaip branduolinė fizika, buvo neutrono atradimas (1932). Už tai turėtume padėkoti anglų fizikui, kuris buvo Rutherfordo mokinys. Kas yra neutronas? Tai nestabili dalelė, kuri laisvoje būsenoje vos per 15 minučių gali suskaidyti į protoną, elektroną ir neutriną, vadinamąją bemasę neutralią dalelę.

Dalelė gavo savo pavadinimą, nes neturi elektros krūvio, yra neutrali. Neutronai yra labai tankūs. Izoliuotoje būsenoje vieno neutrono masė bus tik 1,67·10 - 27, o jei paimsite arbatinį šaukštelį, tankiai prikimštą neutronų, gautas medžiagos gabalas svers milijonus tonų.

Protonų skaičius elemento branduolyje vadinamas atominiu skaičiumi. Šis skaičius kiekvienam elementui suteikia unikalią tapatybę. Kai kurių elementų, pavyzdžiui, anglies, atomuose protonų skaičius branduoliuose visada yra vienodas, tačiau neutronų skaičius gali skirtis. Atom šio elemento su tam tikru neutronų skaičiumi branduolyje vadinamas izotopu.

Ar pavieniai neutronai yra pavojingi?

Kas yra neutronas? Tai dalelė, kuri kartu su protonu yra įtraukta į Tačiau kartais jos gali egzistuoti ir pačios. Kai neutronai yra už atomų branduolių ribų, jie įgyja potencialą pavojingų savybių. Kai jie juda kartu didelis greitis, jie gamina mirtiną spinduliuotę. Vadinamosios neutroninės bombos, žinomos dėl savo gebėjimo žudyti žmones ir gyvūnus, tačiau turi minimalų poveikį negyvoms fizinėms struktūroms.

Neutronai yra labai svarbi atomo dalis. Didelio tankiošių dalelių, kartu su jų greičiu, suteikia jiems ekstremalių naikinamoji jėga ir energija. Dėl to jie gali pakeisti ar net suplėšyti atomų, į kuriuos atsitrenkia, branduolius. Nors neutronas turi grynąjį neutralų elektrinį krūvį, jį sudaro įkrauti komponentai, kurie panaikina vienas kitą krūvio atžvilgiu.

Neutronas atome yra mažytė dalelė. Kaip ir protonai, jie yra per maži, kad juos būtų galima pamatyti elektroninis mikroskopas, bet jie ten, nes taip yra vienintelis kelias, paaiškinantis atomų elgesį. Neutronai yra labai svarbūs atomo stabilumui, tačiau už jo atomo centro jie negali egzistuoti ilgai ir vidutiniškai suyra tik per 885 sekundes (apie 15 minučių).