Forskjellen mellom nøytroner og nøytriner

Hovedforskjell - Neuroner vs Neutrinos

Neutroner og nøytriner er to forskjellige typer partikler. De hovedforskjell mellom nøytroner og nøytriner er det neutroner er laget av kvarker, mens neutrinos er en type grunnleggende partikler som ikke er laget av noen andre partikler.

Hva er et nøytron

Ved begynnelsen av 1930-tallet hadde fysikere allerede oppdaget protoner og elektroner. De hadde kjent at protoner bor i atomkjernene. Imidlertid innså de at massen av kjernen ikke stemte med hvor mye ladingen kjernen hadde. For å forklare denne uoverensstemmelsen trodde de fleste forskere på det tidspunkt at noen av protonene i kjernen er parret med "nukleare elektroner". De ventet at disse elektronene skulle være inne i kjernen. På denne måten vil disse "sammenkoblede" protonene fortsatt bidra til massen av kjernen, men de ville ikke kunne bidra til ladningen, siden deres positive ladning er effektivt "avbrutt" av de elektroniske negativladningene. Under beta minus stråling synes elektroner å komme ut av kjernen, og denne observasjonen syntes også å støtte hypotesen om at det finnes elektroner inne i et atoms kjernen.

Det var imidlertid et problem med denne forklaringen: elektronene som kom ut av kjernen, hadde ikke så mye energi som modellen hadde spådd. I et eksperiment der noen lyskjerne ble bombardert med alfa partikler, ble det oppdaget at kjernen utstrålede noen partikler som viste bedre penetreringsevner enn protoner. James Chadwick oppdaget at disse utstrålede partiklene var nøytrale og bestemte seg for å kalle dem "neutroner".

Sir James Chadwick

I dag vet vi at nøytroner utgjør atomkernen, sammen med protoner. De er litt tyngre enn protoner, og de tar ingen kostnader. Vi vet også at de dem selv er laget av kvarker, tre valens kvarker (en "opp" kvark og to "ned" kvarker) og et "hav" av andre kvarker som stadig kommer inn og ut av eksistensen. Fordi de er laget av kvarker, i Standardmodellen for partikkelfysikk, er de klassifisert som "hadroner".

Hva er en Neutrino

Forskere som undersøker beta minus stråling hadde visst at i løpet av beta minus utslipp, sender kjernen en elektron. Det ble imidlertid funnet at den utstrålede elektronen kunne ha en rekke energier under en gitt type kollisjon. Imidlertid, ifølge lovene om bevaring av energi og momentum, kunne den utstrålede elektronen bare okkupert en spesiell energi hvis bare to partikler (nukleon og emittert elektron) var involvert. Det viser seg at det faktisk er en ekstra partikkel som frigjøres, noe som sparer både energi og fart i systemet.

Den spesielle typen partikkel som sendes ut fra kjernen, kalles a nøytrino (Faktisk, under beta minus utslipp an antinøytrino er gitt ut, som er antipartikkel av en neutrino). Neutrinoer har ingen kostnader, og de har en ekstrem liten masse (Nobelprisen i fysikk for 2015 ble tildelt Arthur B. McDonald og Takaaki Kajita for å vise at nøytriner faktisk har masse). Neutriner knytter aldri til noe med materie fordi de er nøytrale og svært lette. Egentlig, om en trillion nøytriner går gjennom kroppen din hvert sekund uten at du engang vet om det!

Kanadisk fysiker Arthur McDonald (vist ovenfor), sammen med Japansk fysiker Takaaki Kajita (ikke vist) vant Nobelprisen i fysikk i 2015 for å vise at nøytriner har masse.

I standardmodellen klassifiseres nøytriner som en type grunnleggende partikkel: de er en av grunnleggende bestanddeler av materie og de er ikke laget av noe annet selv. De er klassifisert som leptoner og de kommer i tre forskjellige varianter: elektronnutrinoer, muon neutrinos og tau nøytriner. De har evnen til å forvandle seg fra en av disse varianter til en annen. Neutrinos produseres i solen som et resultat av at atomfusjon finner sted i kjernen. Neutrinos blir også produsert i jordens atmosfære når kosmiske stråler streiker på atomer utgjør jordens atmosfære. Når massive stjerner kollapser og eksploderer som supernovaer, frigjøres store antall nøytriner.

Hva er forskjellen mellom Neutron og Neutrino

Klassifisering av partikkel

nøytroner er laget av kvarker, derfor er de klassifisert som hadroner.

nøytrinoer er grunnleggende partikler og er ikke laget av noe annet. De er leptoner.

Masse

nøytroner ha en masse på ca 1,7 × 10^-27 kg.

nøytrinoer er ekstremt lys og har en masse på ca 10^-37 kg.

interaksjoner

nøytroner ikke samhandle med saken så mye som protoner gjør fordi de ikke belastes. Men fordi de er massive, kan de samhandle med sak ganske ofte. Utenfor kjernen har de en gjennomsnittlig levetid på ca 880 sekunder.

nøytrinoer er uladet og de er ikke veldig massive, slik at de samhandler med andre sager svært sjelden. De antas å være stabile partikler.

Bilde Courtesy

"James Chadwick" av Los Alamos National Laboratory (Los Alamos National Laboratory) [Public Domain], via Wikimedia Commons

"Arthur B. McDonald i 2008" av Boardhead (eget arbeid) [Public Domain], via Wikimedia Commons