نوترون

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو
نوترون
Neutron quark structure.svg
ساختار کوارکی نوترون
ذره ۲ کوارک پایین + ۱ کوارک بالا
آمار فرمیون
نیروهای بنیادی نیروی هسته‌ای ضعیف، نیروی هسته‌ای قوی، نیروی گرانش
نماد n
ذرات زیراتمی کوارک بالا و کوارک پایین
پادذره پادنوترون
کشف جیمز چادویک[۱]
جرم ۱٫۶۷۴ ۹۲۷ ۲۹(۲۸) × ۱۰−۲۷kg
۹۳۹٫۵۶۵ ۵۶۰(۸۱) الکترون‌ولت/c²
۱٫۰۰۸۶۶۵ u
واپاشی به پروتون، الکترون، نوترینو
بار الکتریکی ۰ C
اسپین ½

نوترون (با نشان ) یکی از ذرات هسته‌ای اتم با بار الکتریکی خنثی و جرم مطلق ۲۷- ۱۰ × ۱٬۶۷۴۸۲ کیلوگرم و جرم نسبی ۱٬۰۰۸۶۶۵۴۱ است و به همراه پروتون، بیشتر جرم اتم را تشکیل می‌دهند. تمامی اتم‌ها (به جز هیدروژن معمولی یا پروتونیوم) در هسته‌ی خود نوترون دارند. نوترون از یک کوارک بالا و دو کوارک پایین ساخته شده است.[۲]

جیمز چادویک در سال ۱۹۳۲ این ذره را، که رادرفورد در سال ۱۹۲۰ وجود آن را پیش‌بینی کرده بود، کشف کرد. پروتون‌ها ذراتی با بار الکتریکی مثبت هستند و توسط نیروی کولنی به شدت همدیگر را دفع می‌کنند. علت اینکه پروتون‌ها همدیگر را دفع نمی‌کنند، برهم‌کنش آن‌ها با نوترون‌ها توسط نیروی هسته‌ای قوی است. نوترون در حال آزاد ذره‌ای ناپایدار است و عمر متوسط آن ۹۱۸ ثانیه است و به پروتون، الکترون و نوترینو واپاشیده می‌شود. به این واپاشی، واپاشی بتا منفی () می‌گویند.

نسبت تعداد پروتون‌ها به نوترون‌ها در هسته‌ی اتم‌های مختلف متفاوت است. برای مثال، نسبت تعداد نوترون‌ها به پروتون‌ها در اتم اکسیژن نسبت ۱ به ۱ است، در حالی که در اتم آهن به نسبت ۱۵ به ۱۳ است. طبق یک قاعده‌ی کلی که از اصل طرد پائولی نتیجه می‌شود، اگر این نسبت کمتر از ۱/۵ باشد؛ اتم پایدار است و فروپاشیده نمی‌شود و همین، دلیل اصلی پایدار بودن نوترون‌ها در داخل هسته‌ی اتم است. هر اتمی که نسبت نوترون‌ها به پروتون‌ها بیشتر از ۱/۵ باشد، ناپایدار است و در برخی از اتم‌ها با فروپاشی یکی از نوترون‌ها به پروتون و الکترون، سعی در برقراری این تعادل می‌شود. برای مثال:

تاریخچه کشف نوترون[ویرایش]

با اندازه‌گیری‌هایی که ارنست رادرفورد انجام داد، او متوجه شد که جرم هسته‌ی اتم تقریباً دوبرابر تعداد پروتون‌ها است. بدین ترتیب او پیش بینی کرد که ذره دیگری باید در هسته باشد تا این کمبود جرم را جبران کند.

در سال ۱۹۳۲ جیمز چادویک آزمایشی ترتیب داد. او بریلیم را با ذرات آلفا بمباران کرد و متوجه شد که ذرّه‌ای با قدرت نفوذ بسیار بالا از هسته‌ی اتم بیرون می‌زند که در میدان مغناطیسی منحرف نمی‌شود. او ابتدا فکر کرد که این باید اشعه X یا گاما باشد؛ اما هنگامی که سرعت آن را اندازه گرفت، متوجه شد که سرعت این ذره یک دهم سرعت نور است. به همین دلیل این ذره را که جرم آن حدود جرم پروتون بود، بار الکتریکی نداشت و سرعت آن یک دهم سرعت نور بود، نوترون نامید و آن را به هسته نسبت داد.

جستارهای وابسته[ویرایش]

پانویس[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  • Gregersen, E. (2011). The Britannica Guide to Particle Physics. Britannica Educational Pub. Retrieved ۲۰۱۳-۱۰-۰۸.

پیوند به بیرون[ویرایش]