Neutronen gehören, wie auch die Protonen, zu den Baryonen. Ein Neutron ist aus einem Up-Quark und zwei Down-Quarks aufgebaut. Es ist elektrisch neutral, wird also von anderen Ladungen weder angezogen noch abgelenkt. Neutronen befinden sich neben den Protonen im Atomkern und sorgen dafür, dass der Atomkern stabil bleibt.
Die Masse freier Neutronen ist etwas größer, als die Protonenmasse. Freie Neutronen sind deshalb nicht stabil. Ein freies Neutron zerfällt nach etwa einer viertel Stunde in ein Proton, ein Elektron und ein Antineutrino. Dieser Zerfall heißt Beta-Zerfall und wird durch die schwache Wechselwirkung bewirkt.
Obwohl die Neutronen instabil sind, helfen sie, Atomkerne stabil zu halten. Neutronen ziehen nämlich über die starke Kernkraft andere Neutronen und Protonen an, stoßen sich aber, als ungeladene Teilchen, nicht durch die elektrische Kraft ab. Die starke Wechselwirkung im Atomkern verhindert auch, dass im Atomkern gebundene Neutronen zerfallen. Beta-Zerfall tritt nur in Atomkernen auf, in denen die Neutronenzahl so groß ist, dass der Atomkern stabiler ist, wenn er ein Proton mehr und ein Neutron weniger hat.
In speziellen Forschungsreaktoren kann Neutronenstrahlung erzeugt werden, mit der man die Struktur von Feststoffen untersuchen kann. Der Vorteil von Neutronenstrahlen ist, dass sie nicht geladen sind. Damit ist die geladene Elektronenhülle für sie "unsichtbar" und nur die Positionen der Atomkerne werden getestet. Mit Neutronenstrahlung, deren Spin ausgerichtet ist, kann man auch magnetische Strukturen untersuchen. Mit dem Spin der Neutronen ist nämlich ein magnetisches Feld verbunden.
Warum wiegen Protonen und Neutronen mehr als die Summe der enthaltenen Quarks?
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Letzte Änderung: 05.04.2004