Lähdekoodi sivulle Neutroni

{{Lähteetön|Lähes lähteetön}}
{{Hiukkanen
| nimi                    = Neutroni
| kuva                    = Neutron quark structure.svg|leveys=250px
| kuvateksti              = Neutronin [[kvarkki]]rakenne
| luokitus                = [[Baryoni]]
| rakenne                 = 2 [[d-kvarkki]]a ja 1 [[u-kvarkki]]
| perhe                   = [[Fermioni]]
| ryhmä                   = [[Hadroni]]
| sukupolvi               =
| vuorovaikutus           = [[Gravitaatio]], [[heikko vuorovaikutus|heikko]], [[vahva vuorovaikutus|vahva]] ja [[sähkömagneettinen vuorovaikutus|sähkömagneettinen]]
| hiukkanen               =
| antihiukkanen           = [[Antineutroni]] <span style="text-decoration:overline;">n</span>
| status                  =
| löydetty teoreettisesti = [[Ernest Rutherford]] (1920)
| löydetty                = [[James Chadwick]] (1932)
| symboli                 = n, n<sup>0</sup>
| massa                   = 1,674 927 351 × 10<sup>-27</sup> kg ± 0,000 000 074 × 10<sup>-27</sup> kg<ref name=CODATA>{{Verkkoviite | Osoite = http://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html | Nimeke = Values of the Fundamental Constants | Tekijä = P. Mohr, B. Taylor ja D. Newell | Ajankohta = 2011 | Julkaisija = National Institute of Standards and Technology | Viitattu = 2.10.2012 | Kieli = {{en}} }}</ref> <br /> 939,565 379 MeV/c<sup>2</sup> ± <br /> 0,000 021 MeV/c<sup>2</sup><ref name=CODATA />
| elinikä                 = 
| hajoaa hiukkaseksi      =
| sähkövaraus             = 0 [[Alkeisvaraus|e]]
| värivaraus              = 
| spin                    = 1/2
| spintilojen lukumäärä   =
}}
'''Neutronit''' ovat sähkövarauksettomia [[hiukkanen|hiukkasia]], jotka yhdessä [[protoni]]en kanssa muodostavat [[atomiydin|atomiytimet]] (lukuun ottamatta [[Vety|vedyn]] yksinkertaisinta isotooppia, ''protiumia'', joka koostuu vain yhdestä protonista). Neutroni kuuluu [[baryoni|baryoneihin]], ja se muodostuu kolmesta [[alkeishiukkanen|alkeishiukkasesta]], kahdesta alas-[[kvarkki|kvarkista]] sekä yhdestä ylös-kvarkista. Neutronista ja protonista käytetään myös yhteisnimitystä ''nukleoni''. Neutronia ei tule sekoittaa [[neutriino]]on.

== Neutronin ominaisuudet ==
* [[Massa]] eri yksiköissä:
** 1,0086649156 ± 0,0000000006 [[Atomimassa|u]]
** 939,56536 ± 0,00008 MeV/c²
** noin 1,6749 &times; 10<sup>−27</sup> kg
* [[Spin]]: ½
* [[Kvarkki]]koostumus: udd
* Keskimääräinen elinikä: 885,7 ± 0,8 s
* [[Magneettinen momentti]]: −1,9130427 ± 0,0000005 μN
* [[Sähkövaraus]]: neutraali (0 C)
* [[Säde (geometria)|Säde]]: noin 1,6 &times; 10<sup>−15</sup> m

=== Neutronin stabiilisuus ===
Ytimen ulkopuolella neutroni on epästabiili ja hajoaa spontaanisti protoniksi, [[elektroni]]ksi ja anti[[neutriino]]ksi (beeta-miinus-hajoaminen):

:<math>\hbox{n}\to\hbox{p}+\hbox{e}^-+\overline{\nu}_{\mathrm{e}}</math>

Tämän [[beetahajoaminen|beeta-miinus-hajoamisen]] [[puoliintumisaika]] on T<sub>½</sub> = 885,7 ± 0,8 sekuntia (n. 15 minuuttia). Vastaava hajoamisreaktio voi tapahtua myös joissakin [[radioaktiivisuus|radioaktiivisissa]] [[atomi|atomeissa]] (erityisesti [[isotooppi|isotoopeissa]], jotka sisältävät protonien määrään nähden runsaasti neutroneja). Stabiileissa ytimissä hajoamista ei tapahdu, ei myöskään [[neutronitähti|neutronitähdissä]], joissa neutronit ovat yhtä tiheässä kuin atomiytimissä niin, että niistä muodostuu [[neutronium]]ia.

=== Vuorovaikutukset ===
Neutroni vuorovaikuttaa kaikkien neljän [[perusvuorovaikutus|perusvuorovaikutuksen]] kautta.

* Sähköisesti varautumattomalla neutronilla on [[magneettinen momentti]] ja sen rakennusosaset, kvarkit, ovat sähköisesti varautuneita. [[Sähkömagneettinen vuorovaikutus]] on merkittävä lähinnä sirontakokeissa ja silloin, kun neutroni on magneettikentässä. 
* [[Gravitaatio]] vaikuttaa neutroniin, kuten kaikkiin massallisiin hiukkasiin, mutta hiukkastasolla sen voimakkuus on yleensä häviävän pieni.
* [[Heikko vuorovaikutus]] aiheuttaa neutronin beetahajoamisen.
* [[Vahva vuorovaikutus]] on yleensä suurin neutroniin vaikuttava voima. Se sitoo kvarkit yhteen neutroniksi ja toisaalta myös neutronit ytimeen.

== Neutronien sovellukset ==
Neutroneilla on merkittävä osa sekä rauhanomaisen [[ydinvoima]]n kuin [[ydinase]]enkin toiminnassa. Molemmissa [[ketjureaktio (fysiikka)|ketjureaktio]] saadaan aikaan neutronien avulla, siten että [[fissio]]reaktioissa syntyvät neutronit aiheuttavat uusia reaktioita osuessaan polttoaineytimiin. Reaktion nopeutta voidaan siis säädellä säätämällä neutronivuon voimakkuutta reaktoriin sijoitettavan, neutroneja [[absorptio|absorboivan]] aineen avulla (esimerkiksi [[säätösauva]]t).

Neutroneja voidaan käyttää myös aineen rakenteen tutkimiseen samaan tapaan kuin [[röntgensäteily|röntgensäteitä]], sillä varauksettomina hiukkasina ne tunkeutuvat varsin syvälle aineeseen. Ominaisuutta on myös hyödynnetty lääketieteessä esimerkiksi [[BNCT]]-hoidoissa. Vapaita neutroneja syntyy kuitenkin vain ydinreaktioissa, joten neutronilähteiden saatavuus rajoittaa neutronien käyttöä näihin tarkoituksiin.

== Historiaa: Neutronin löytäminen ==
Vuonna [[1930]] tutkijat [[Walther Bothe]] ja [[H. Becker]] havaitsivat, että energisten [[alfahiukkanen|alfahiukkasten]] osuessa tiettyihin [[alkuaine]]isiin, etenkin [[beryllium]]iin, [[polonium]]iin ja [[litium]]iin, syntyi erittäin läpitunkevaa säteilyä, jota luultiin aluksi [[gammasäteily]]ksi. Kaksi vuotta myöhemmin [[Irène Joliot-Curie]] ja [[Frédéric Joliot]] huomasivat, että tämä säteily, osuessaan vetyä sisältäviin yhdisteisiin, tuotti korkeaenergiaisia protoneja. Jos kyseessä olisi ollut gammasäteily, olisi sen energian täytynyt olla huomattavasti korkeampi kuin koskaan aiemmin oli havaittu ja suurempi kuin säteilyn synnyttävistä reaktioista saatava energia. Myöhemmin samana vuonna [[James Chadwick]] näytti, että energian säilymisongelma ratkeaa, jos kyseessä onkin protonin kanssa yhtä suuren massan omaava, sähköiseltä varaukseltaan neutraali hiukkanen, jolle myöhemmin annettiin nimeksi "neutroni".<ref>{{Kirjaviite | Tekijä=Alonso, Marcelo & Finn, Edward J. | Nimike=Fundamental University Physics III, Quantum and Statistical Physics | Julkaisija=Addison-Wesley | Vuosi=1861}}</ref>

== Katso myös ==
*[[Institut Laue-Langevin]]

== Lähteet ==
* {{Lehtiviite | Tekijä = Yao, W.-M. ''et al'' (Particle Data Group) | Otsikko = Review of Particle Physics | Julkaisu = Journal of Physics G | Vuosi = 2006 | Numero = 33 | Sivut = 70–83}}

=== Viitteet ===
{{viitteet}}

== Aiheesta muualla ==
{{commonscat-rivi}}

{{Hiukkaset}}

[[Luokka:Baryonit]]
[[Luokka:Seulonnan keskeiset artikkelit]]