Астронет > Нейтрон

Астронет: М. Ю. Хлопов, "Физика Космоса", 1986 Нейтрон
http://variable-stars.ru/db/msg/1189256

Нейтрон

- электрически нейтральная элементарная частица со спином 1/2 (в ед. $\hbar$ ), близкая по массе к протону. Н. относится к классу адронов и входит в группу барионов, подчиняется статистике Ферми-Дирака. Масса покоя Н. $m_n\approx 1,675\cdot 10^{-24} \mbox{г} \approx 1836 m_e (m_n c^2\approx$ 939,57 МэВ). Магн. дипольный момент Н. $\mu_n=-1,9131\mu_{я}$ (ядерный магнетон $\mu_{я}=e\hbar/m_p c\approx 5,051\cdot 10^{-24}$ эрг/Гс, m_p - масса протона). Наличие магн. момента у Н. указывает на то, что Н. обладает сложной внутр. структурой. Согласно кварковой модели адронов, Н. состоит из двух d-кварков с электрич. зарядом -1/3 и одного u-кварка с зарядом +2/3. Протон и Н. могут рассматриваться как два различных зарядовых состояния одной частицы - нуклона. В свободном состоянии Н. неустойчив и распадается на протон, электрон и антинейтрино ( $\beta^-$ -распад: n $\to$ р + е^-+ $\tilde{\nu}_e$ ). Время жизни Н. относительно такого распада $\approx$ 15,3 мин. При большой плотности вещества Н. становится устойчивым и возможны процессы нейтронизации, т.е. захват протоном электрона с образованием Н. и нейтрино. В устойчивом состоянии Н. находятся в ядрах атомов, а также в нейтронных звёздах.

На поздних стадиях эволюции звёзд в их недрах становятся возможными ядерные реакции с испусканием Н. Выделяющиеся Н. захватываются ядрами атомов. Процессы медленного и быстрого нейтронного захвата приводят к образованию более тяжёлых ядер (к синтезу хим. элементов).

Согласно теории горячей Вселенной, в период t ~ 1 с (t - время от начала расширения Вселенной) характерное время установления равновесных (отвечающих данной темп-ре) концентраций Н. и протонов становится больше, чем t и отношение концентраций Н. и протонов сохраняется неизменным (наступает т.н. закалка концентрации Н.). Б'ольшая часть Н. не успевает распасться, т.к. вступает в реакции нуклеосинтеза и в конечном счёте сохраняется в ядрах первичного ⁴Не. Величина закалённой концентрации Н., определяющая концентрацию первичного ⁴Не, зависит от условий в период $t\approx$ 1 с, жёстко ограничивая допустимые изменения параметров горячей Вселенной. В частности, ограничивается допустимое число сортов нейтрино, а также вклад в ср. плотность Вселенной любых слабо взаимодействующих с веществом частиц, предсказываемых различными теориями элементарных частиц.

Лит.:
Власов Н. А., Нейтроны, 2 изд., М., 1971; Гуревич И.И., Тарасов Л.В., Физика нейтронов низких энергий, М., 1965.

(М.Ю. Хлопов)

М. Ю. Хлопов, "Физика Космоса", 1986
Глоссарий Astronet.ru