Skillnad mellan neutroner och neutrinor

Huvudskillnad - Neuroner vs Neutrinos

Neutroner och neutrinor är två olika typer av partiklar. De huvudskillnad mellan neutroner och neutrinor är det neutroner är gjorda av kvarker, medan neutrinor är en typ av grundläggande partiklar som inte är gjorda av några andra partiklar.

Vad är en neutron

I början av 1930-talet hade fysiker redan upptäckt protoner och elektroner. De hade visat att protoner bor inuti atomkärnorna. Men de insåg att massan av kärnan inte stämde med hur mycket laddning kärnan hade. För att förklara denna avvikelse trodde de flesta forskare då att några av protonerna i kärnan är parade med "kärnelektroner". De förväntade sig att dessa elektroner skulle vara inuti kärnan. På så sätt skulle dessa "parade" protoner fortfarande bidra till massan av kärnan, men de skulle inte kunna bidra till laddningen eftersom deras positiva laddning faktiskt "avbryts" av de negativa laddningarna av elektronerna. Under beta minus strålning verkar elektroner komma ut ur kärnan, och denna observation verkade också stödja hypotesen att det finns elektroner inuti kärnan i en atom.

Det fanns dock ett problem med denna förklaring: elektronerna som kom ut ur kärnan hade inte så mycket energi som modellen hade förutsagt. Under ett försök där vissa ljuskärnor bombarderades med alfapartiklar upptäcktes det att kärnan utstrålade vissa partiklar som visade bättre penetrationsförmåga än protoner. James Chadwick upptäckte att dessa utstrålade partiklar var neutrala och bestämde sig för att kalla dem "neutroner".

Sir James Chadwick

Idag vet vi att neutroner utgör kärnan i atomen tillsammans med protoner. De är lite tyngre än protoner, och de tar ingen avgift. Vi vet också att de sig själva är gjorda av kvarkar, tre valens kvarkar (en "upp" kvark och två "nere" kvarker) och ett "hav" av andra kvarker som ständigt dyker in och ur existens. Eftersom de är gjorda av kvarker, i standardmodellen för partikelfysik, klassificeras de som "hadroner".

Vad är en Neutrino

Forskare som undersöker beta minus strålningen hade visat att kärnan emitterar en elektron under beta minus utsläpp. Det visade sig emellertid att den emitterade elektronen kunde ha en rad energier under någon given typ av kollision. Emellertid, enligt de lagar om bevarande av energi och momentum, kunde den emitterade elektronen bara uppta sig ett särskild energi om endast två partiklar (nukleon och emitterad elektron) var inblandade. Det visar sig att det faktiskt finns en extra partikel som släpps, vilket sparar både energi och momentum i systemet.

Den specifika typen av partikel som emitteras från kärnan kallas a neutrino (I själva verket under beta minus utsläpp an antineutrino ges ut, vilket är antipartickel av en neutrino). Neutrinos har ingen kostnad och de har en extremt liten massa (Nobelpriset i fysik för 2015 tilldelades Arthur B. McDonald och Takaaki Kajita för att visa att neutrinos verkligen har massa). Neutrinos växer knappast någonsin med materia eftersom de är neutrala och mycket lätta. Faktum är att cirka en trillion neutrinos passerar genom din kropp varje sekund utan att du ens vet om det!

Kanadensisk fysiker Arthur McDonald (visad ovan) vann tillsammans med Japans fysiker Takaaki Kajita (ej visad) Nobelpriset i fysik i 2015 för att visa att neutrinos har massa.

I standardmodellen klassificeras neutrinos som en typ av fundamental partikel: de är en av grundämnena i materien och de är inte gjorda av något annat själva. De är klassificerade som leptoner och de kommer i tre olika sorter: elektronnutrino, muon neutrinos och tau neutrinos. De har förmågan att omvandla sig från en av dessa sorter till en annan. Neutrinos produceras i solen som ett resultat av kärnfusion som äger rum i kärnan. Neutrinos produceras också i jordens atmosfär när kosmiska strålar slår upp atomer som utgör jordens atmosfär. När massiva stjärnor kollapsar och exploderar som supernova, släpps ett stort antal neutrinor.

Vad är skillnaden mellan Neutron och Neutrino

Klassificering av partikel

neutroner är gjorda av kvarkar, därför klassificeras de som hattroner.

neutriner är grundläggande partiklar och är inte gjorda av något annat. Dom är leptoner.

Massa

neutroner ha en massa på ca 1,7 × 10^-27 kg.

neutriner är extremt lätta och har en massa på ca 10^-37 kg.

interaktioner

neutroner Inte interagera med materia så mycket som protoner gör eftersom de inte laddas. Men eftersom de är massiva kan de interagera med materia ganska ofta. Utanför kärnan har de en genomsnittlig livslängd på ca 880 sekunder.

neutriner är oladdade och de är inte mycket massiva så de interagerar med andra frågor mycket sällan. De anses vara stabila partiklar.

Image Courtesy

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

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