Neutrone, particella subatomica neutra che è un costituente di ogni nucleo atomico tranne l’idrogeno ordinario. Non ha carica elettrica e una massa a riposo pari a 1,67493 × 10-27 kg-marginalmente maggiore di quella del protone ma quasi 1.839 volte maggiore di quella dell’elettrone. Neutroni e protoni, comunemente chiamati nucleoni, sono legati insieme nel denso nucleo interno di un atomo, il nucleo, dove rappresentano il 99,9% della massa dell’atomo., Gli sviluppi nella fisica delle particelle ad alta energia nel 20 ° secolo hanno rivelato che né il neutrone né il protone sono una vera particella elementare; piuttosto, sono composti di particelle elementari estremamente piccole chiamate quark. Il nucleo è legato insieme dall’effetto residuo della forza forte, un’interazione fondamentale che governa il comportamento dei quark che compongono i singoli protoni e neutroni.
Il neutrone fu scoperto nel 1932 dal fisico inglese James Chadwick. Nel giro di pochi anni dopo questa scoperta, molti ricercatori in tutto il mondo stavano studiando le proprietà e le interazioni della particella. Si è scoperto che vari elementi, quando bombardati da neutroni, subiscono la fissione—un tipo di reazione nucleare che si verifica quando il nucleo di un elemento pesante è diviso in due frammenti più piccoli quasi uguali., Durante questa reazione ogni nucleo fissionato emette neutroni liberi aggiuntivi, così come quelli legati ai frammenti di fissione. Nel 1942 un gruppo di ricercatori americani, sotto la guida del fisico Enrico Fermi, dimostrò che durante il processo di fissione vengono prodotti abbastanza neutroni liberi per sostenere una reazione a catena. Questo sviluppo ha portato alla costruzione della bomba atomica. Le successive scoperte tecnologiche hanno portato alla produzione su larga scala di energia elettrica dall’energia nucleare., L’assorbimento di neutroni da parte di nuclei esposti alle elevate intensità di neutroni disponibili nei reattori nucleari ha anche permesso di produrre grandi quantità di isotopi radioattivi utili per un’ampia varietà di scopi. Inoltre, il neutrone è diventato uno strumento importante nella ricerca pura. La conoscenza delle sue proprietà e struttura è essenziale per una comprensione della struttura della materia in generale. Le reazioni nucleari indotte dai neutroni sono preziose fonti di informazioni sul nucleo atomico e sulla forza che lo lega insieme.,
Un neutrone libero—uno che non è incorporato in un nucleo—è soggetto a decadimento radioattivo di un tipo chiamato decadimento beta. Si rompe in un protone, un elettrone e un antineutrino (la controparte antimateria del neutrino, una particella senza carica e poca o nessuna massa); l’emivita per questo processo di decadimento è di 614 secondi. Poiché si disintegra facilmente in questo modo, il neutrone non esiste in natura nel suo stato libero, tranne tra le altre particelle altamente energetiche nei raggi cosmici., Poiché i neutroni liberi sono elettricamente neutri, passano senza ostacoli attraverso i campi elettrici all’interno degli atomi e quindi costituiscono una forma penetrante di radiazione, interagendo con la materia quasi esclusivamente attraverso collisioni relativamente rare con nuclei atomici.
Neutroni e protoni sono classificati come adroni, particelle subatomiche che sono soggette alla forza forte. Gli adroni, a loro volta, hanno dimostrato di possedere una struttura interna sotto forma di quark, particelle subatomiche caricate frazionalmente che si pensa siano tra i componenti fondamentali della materia., Come il protone e altre particelle barioniche, il neutrone è costituito da tre quark; infatti, il neutrone possiede un momento di dipolo magnetico-cioè, si comporta come un magnete minuto in modi che suggeriscono che è un’entità di cariche elettriche in movimento.
