Нейтрон

2026-03-21T07:23:32Z

188.123.231.113: /* Строение и распад */ стилевые правки

{{другие значения}}
{{не путать|нейрон|нейроном||нейтрино}}
{{Информация о частице
|цвет_фона =
|имя = Нейтрон
|символ = <math>n, n^{0}</math>
|семья = [[фермион]]
|группа = [[адрон]], [[барион]], [[N-барион]], [[нуклон]]
|теоретически_обоснована = В 1930 году [[Амбарцумян, Виктор Амазаспович|В. А. Амбарцумян]] и [[Иваненко, Дмитрий Дмитриевич|Д. Д. Иваненко]]
|обнаружена = В 1930 году [[Боте, Вальтер|Вальтер Боте]] и его студент Герберт Беккер; в [[1932]] году [[Чедвик, Джеймс|Джеймс Чедвик]]
|названа = От лат. [[Корень (лингвистика)|корня]] {{lang-la2|neutral}} и обычного для частиц [[суффикс]]а {{lang-la2|on}} (он)
|взаимодействие = [[Сильное взаимодействие|Сильное]], [[Слабое взаимодействие|слабое]], [[Электромагнитное взаимодействие|электромагнитное]] и [[Гравитация|гравитационное]]
|античастица = [[антинейтрон]] <math>(\bar{n}, \bar{n}^{0})</math>
|масса = {{nobr|{{formatnum:939.565 420 52}}(54) [[МэВ]]}}<ref name=mnc2mev/>, {{nobr|{{formatnum:1.674 927 498 04}}(95){{e|−27}} [[кг]]}}<ref name=mn/>, {{nobr|{{formatnum:1.008 664 915 95}}(49) [[а. е. м.]]}}<ref name=mnu/>
|время_жизни = 878,4 ± 0,5 c<ref name="Particle data group">[http://pdg.lbl.gov/2023/listings/rpp2023-list-n.pdf [Neutron properties].] {{Wayback|url=http://pdg.lbl.gov/2023/listings/rpp2023-list-n.pdf |date=20230610145420 }} In: Workman R. L. et al. (Particle Data Group), Prog. Theor. Exp. Phys. 2022, 083C01 (2022) and 2023 update.</ref>
|электрический_заряд = 0 (экспериментально: {{nobr|(−0,2 ± 0,8){{e|−21}} [[Элементарный электрический заряд|{{math|''e''}}]]<ref name="Particle data group"/>}})
|барионное_число = 1
|электрический_дипольный_момент = 0 (экспериментально: {{nobr|< 1,8{{e|−26}} см·{{math|''e''}}<ref name="Particle data group"/>}})
|электрическая_поляризуемость = 1,18(11){{e|−3}} фм3<ref name="Particle data group"/>
|зарядовый_радиус = 0,3399(25) фм
|магнитный_момент = {{nobr|−1,913 042 76(45) [[ядерный магнетон|ядерного магнетона]]}}<ref name=munsmun/>, или {{nobr|−9,662 3653(23)×10−27 [[Джоуль|Дж]]/[[Тесла (единица измерения)|Тл]]}}<ref name=munn/>
|магнитная_поляризуемость = 0,37(12){{e|−3}} фм3<ref name="Particle data group"/>
|внутренняя_чётность = 1
|спин = 1/2
|изотопический_спин = −1/2
|странность = 0
|очарование = 0
|кварковый_состав = udd
|схема_распада = <math>p^+ + e^- + \bar{\nu}_e</math> (99,08(7)%); <math>p^+ + e^- + \bar{\nu}_e + \gamma</math> (0,92(7) %)<ref name=rad-beta/>
}}

'''Нейтро́н''' (от {{lang-la|neuter}} — ни тот, ни другой) — тяжёлая [[субатомная частица]], не имеющая [[электрический заряд|электрического заряда]]. Нейтрон является [[фермион]]ом и принадлежит к группе [[барион]]ов. Нейтроны и [[протон]]ы являются двумя главными компонентами [[Атомное ядро|атомных ядер]]<ref>Нейтроны содержатся во всех известных атомных ядрах, кроме ядра лёгкого изотопа водорода — [[Протий|протия]], состоящего из одного протона.</ref>; общее название для протонов и нейтронов — [[нуклон]]ы.

== Открытие ==
Открытие нейтрона ([[1932]]) принадлежит физику [[Чедвик, Джеймс|Джеймсу Чедвику]], который объяснил результаты опытов [[Боте, Вальтер|В. Боте]] и Г. Беккера ([[1930]]), в которых обнаружилось, что вылетающие при распаде [[Полоний|полония]] [[Альфа-частица|α-частицы]], воздействуя на лёгкие элементы, приводят к возникновению сильно проникающего излучения. Чедвик первый предположил, что новое проникающее излучение состоит из нейтронов, и определил их массу{{sfn|Широков|1972|с=483}}<ref name="Chad1932">{{статья |автор=Chadwick J.|заглавие=Possible Existence of a Neutron |ссылка=https://archive.org/details/sim_nature-uk_1932-02-27_129_3252/page/312|издание=Nature |год=1932|том=129 |номер=3252 |страницы=312 |doi=10.1038/129312a0 |bibcode=1932Natur.129Q.312C |язык=en }}</ref>. За это открытие он получил [[Нобелевская премия по физике|Нобелевскую премию по физике]] в [[1935 год]]у.

В 1930 году [[Амбарцумян, Виктор Амазаспович|В. А. Амбарцумян]] и [[Иваненко, Дмитрий Дмитриевич|Д. Д. Иваненко]] показали, что атом не может, как считалось в то время, состоять только из протонов и [[электрон]]ов, что электроны, вылетающие из ядра при [[бета-распад]]е, рождаются в момент распада, и что кроме протонов, в ядре должны присутствовать некие нейтральные частицы<ref>{{статья|автор=Ambarzumian V., Iwanenko D.|заглавие=Les électrons inobservables et les rayons β|оригинал=|ссылка=https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3143v/f584.item|автор издания=|издание=Compt. Rend. Acad. Sci|год=1930|том=190|выпуск=1|номер=|страницы=582—584|doi=|lang=fr|archive-date=2024-07-29|archive-url=https://web.archive.org/web/20240729094225/https://gallica.bnf.fr/ark:/12148/bpt6k3143v/f584.item|url-status=live}}{{free access}}</ref><ref>{{статья|автор= |заглавие=V. A. Ambartsumian — a life in science |оригинал= |ссылка= |автор издания= |издание=Astrophysics |тип= |место= |издательство=[[Springer Science+Business Media|Springer]] |год=2008 |выпуск= |том=51 |номер= |страницы=280—293 |issn= |doi=10.1007/s10511-008-9016-6 |язык=en }}</ref>.

В [[1930 год]]у [[Боте, Вальтер|Вальтер Боте]] и его студент Герберт Беккер, работавшие в [[Германия|Германии]], обнаружили<ref>{{статья|автор=Bothe W., Becker H.|заглавие=Künstliche Erregung von Kern-γ-Strahlen|издание=[[Zeitschrift für Physik]]|год=1930 |том=66 |выпуск=5–6|номер=|страницы=289|ссылка=|doi=10.1007/BF01390908|arxiv=|bibcode=1930ZPhy...66..289B |s2cid =122888356 |язык=de}}</ref><ref>{{статья|автор=Becker H., Bothe W.|заглавие=Die in Bor und Beryllium erregten γ-Strahlen|издание=[[Zeitschrift für Physik]]|год=1932 |том=76 |выпуск=7–8 |номер=|страницы=421|ссылка=|doi=10.1007/BF01336726|arxiv=|bibcode=1932ZPhy...76..421B |s2cid =121188471|язык=de}}</ref>, что если высокоэнергетичные [[альфа-частицы]], испускаемые [[Полоний-210|полонием-210]], попадают на некоторые лёгкие элементы, в особенности на [[бериллий]] или [[литий]], образуется излучение с необычно большой проникающей способностью. Сначала считалось, что это — [[гамма-излучение]], но выяснилось, что оно обладает гораздо большей проникающей способностью, чем все известные гамма-лучи, и результаты эксперимента не могут быть интерпретированы таким образом. Важный вклад сделали в [[1932 год]]у [[Жолио-Кюри, Ирен|Ирен]] и [[Жолио-Кюри, Фредерик|Фредерик Жолио-Кюри]]. Они показали, что если это неизвестное излучение попадает на [[парафин]] или любое другое соединение, богатое [[водород]]ом, образуются [[протон]]ы высоких энергий. Само по себе это ничему не противоречило, но численные результаты приводили к нестыковкам в теории. Позднее в том же 1932 году английский физик [[Чедвик, Джеймс|Джеймс Чедвик]] провёл в [[Кавендишская лаборатория|Кавендишской лаборатории]] в [[Кембриджский университет|Кембридже]] серию экспериментов, в которых он показал, что гамма-лучевая гипотеза несостоятельна. Чедвик облучал бериллий альфа-частицами; при этом (в современных обозначениях) происходит следующая реакция: {{nowrap|9Be + 4He (α) → }} {{nowrap|12C + 1n}}. Он предположил, что образующееся излучение состоит из незаряженных частиц с массой, близкой к массе протона, и провёл серию экспериментов, подтвердивших эту гипотезу<ref name="Chad1932"/><ref>Письмо Чедвика, занимающее чуть больше половины журнальной страницы, опубликовано в Nature 27 февраля 1932 года, отправлено в журнал 17 февраля.</ref>. Эти незаряженные частицы были названы нейтронами от латинского [[Корень (лингвистика)|корня]] {{lang-la2|neutr-}} и обычного для частиц [[суффикс]]а {{lang-la2|-on}} (-он). В том же 1932 году [[Иваненко, Дмитрий Дмитриевич|Д. Д. Иваненко]]<ref>{{статья |автор=Iwanenko D. |заглавие=The neutron hypothesis |оригинал= |ссылка=http://web.ihep.su/owa/dbserv/hw.move?s_c=UREY+1932&m=1 |автор издания= |издание=Nature |тип= |место= |издательство= |год=1932 |выпуск=3265 |том=129 |номер=(28 May 1932) |страницы=798 |issn=0028-0836 |doi=10.1007/s10511-008-9016-6 |язык=en |archive-date=2011-11-26 |archive-url=https://web.archive.org/web/20111126204612/http://web.ihep.su/owa/dbserv/hw.move?s_c=UREY+1932&m=1 }}</ref> и затем [[В. Гейзенберг]] предположили, что атомное ядро состоит из протонов и нейтронов.

== Основные характеристики ==
* [[Масса]] (примерно на 0,1378 % больше, чем масса [[протон]]а; приведены рекомендованные значения [[CODATA]] 2022 года, в скобках указана [[погрешность]] величины в единицах последней значимой цифры, одно [[стандартное отклонение]]):
** {{formatnum:939.565 421 94}}(48) МэВ<ref name=mnc2mev>{{CODATA2022|константа= Neutron mass energy equivalent in MeV |ссылка=https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mnc2mev}}</ref>;
** {{formatnum:1.008 664 916 06}}(40) [[а. е. м.]]<ref name=mnu>{{CODATA2022|константа= Neutron mass in u |ссылка=https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mnu}}</ref>;
** {{formatnum:1.674 927 500 56}}(85){{e|−27}} кг<ref name=mn>{{CODATA2022|константа= Neutron mass |ссылка=https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mn}}</ref>;
** {{formatnum:1838.683 662 00}}(74) массы [[электрон]]а<ref name=mnsme>{{CODATA2022|константа= Neutron-electron mass ratio |ссылка=https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mnsme}}</ref>.
* [[Электрический заряд]]: 0. Экспериментально измеренное значение совместимо с нулём: (−0,2 ± 0,8){{e|−21}} [[Элементарный электрический заряд|элементарного электрического заряда]]<ref name="Particle data group"/>.
* [[Спин]]: {{frac|1|2}} ([[фермион]]). Спин свободного нейтрона измеряется методом когерентного отражения от магнитных зеркал<ref name = "Bete">{{книга|автор=[[Бете, Ханс Альбрехт|Бете Г.]], Моррисон Ф.|часть=|заглавие=Элементарная теория ядра|оригинал= |ссылка=|издание=|ответственный=|место=М|издательство=ИЛ|год=1956|том=|страницы=50|страниц=|isbn=|тираж=}}</ref>.
* [[Время жизни]] в свободном состоянии: {{math|τ}} = 878,4 ± 0,5 секунды<ref name="Particle data group"/><ref>{{cite web |url=http://elementy.ru/news/432146 |title=Измерения времени жизни нейтрона, выполненные разными методами, по-прежнему расходятся. |publisher=«Элементы». Новости науки. Физика. |date=2013-12-03 |access-date=2013-12-11 |archive-date=2013-12-17 |archive-url=https://web.archive.org/web/20131217030703/http://elementy.ru/news/432146 |url-status=live }}</ref> ([[период полураспада]] {{math|''T''1/2 {{=}} τ·ln 2}} = 608,9 ± 0,3 секунды)<ref name="NJ052017">{{статья|автор=Мухин К.|заглавие=Экзотическая ядерная физика для любознательных|издание=[[Наука и жизнь]]|год=2017|том=|выпуск=|номер=5|страницы=104|ссылка=https://www.nkj.ru/archive/articles/31244/|doi=|arxiv=|bibcode=|язык=ru|archive-url=https://web.archive.org/web/20170513111506/https://www.nkj.ru/archive/articles/31244/|archive-date=2017-05-13|url-status=live}}</ref>. Однако обнаружено расхождение в результатах измерений разными методами<ref>{{cite journal | last1=Serebrov | first1=A.P. | last2=Fomin | first2=A.K. | title=New evaluation of neutron lifetime from UCN storage experiments and beam experiments | journal=Physics Procedia | volume=17 | year=2011 | doi=10.1016/j.phpro.2011.06.037 | pages=199–205}}</ref>.
* [[Магнитный момент]]: −1,913 042 76(45) [[ядерный магнетон|ядерного магнетона]]<ref name=munsmun>{{CODATA2022|константа= Neutron magnetic moment to nuclear magneton ratio|ссылка=https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?munsmun}}</ref>, или {{nobr|−9,662 3653(23)×10−27 [[Джоуль|Дж]]/[[Тесла (единица измерения)|Тл]]}}<ref name=munn>{{CODATA2022|константа= Neutron magnetic moment|ссылка=https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?munn}}</ref>. Магнитный момент нейтрона измеряется с помощью резонансного метода молекулярных пучков<ref name = "Bete"/>.
* [[Внутренняя чётность]]: равна 1{{sfn|Широков|с=67|1972}}.
* Средний квадрат [[зарядовый радиус|зарядового радиуса]]: <math>\langle r^2 \rangle = \int \rho(r) r^2 d^3 r </math> ≈ −0,1155(17) [[фемтометр|фм]]2 (формально отрицательный знак обусловлен тем, что распределение отрицательного заряда в нейтроне смещено к периферии частицы, положительного — к центру)<ref name="Particle data group"/><ref>{{cite doi|10.1016/j.adt.2011.12.006}}</ref><ref>{{Cite web |url=https://www-nds.iaea.org/relnsd/vcharthtml/VChartHTML.html |title=Livechart - Table of Nuclides - Nuclear structure and decay data |access-date=2021-02-15 |archive-date=2021-09-29 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210929224845/https://www-nds.iaea.org/relnsd/vcharthtml/VChartHTML.html |url-status=live }}</ref><ref>{{cite doi|10.1016/j.physb.2006.05.187}}</ref>.
* [[Электрическая поляризуемость]]: 1,18(11){{e|−3}} фм3<ref name="Particle data group"/><ref>Электрическая поляризуемость {{math|αn}} определена в терминах электрического дипольного момента, индуцированного внешним электрическим полем: {{math|'''D''' {{=}} 4πε0αn'''E'''}}.</ref>
* [[Магнитная поляризуемость]]: 0,37(12){{e|−3}} фм3<ref name="Particle data group"/>.

Несмотря на нулевой [[электрический заряд]], нейтрон не является [[истинно нейтральная частица|истинно нейтральной частицей]]. [[Античастица|Античастицей]] нейтрона является [[антинейтрон]], который не совпадает с самим нейтроном. Нейтрон аннигилирует с антинейтроном и другими антиадронами (в частности, с антипротоном).

С нейтроном связаны несколько физических величин, имеющих размерность длины:
* [[комптоновская длина волны]] нейтрона <math>\lambda_{K} = \frac {2 \pi \hbar}{m c} </math> ≈ 1,319 590 903 82(67){{e|−13}} см<ref name=ncomwl>{{CODATA2022|константа= Neutron Compton wavelength|ссылка=https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?ncomwl}}</ref>;
* среднеквадратичный [[зарядовый радиус]] нейтрона: <math>\sqrt{\left|\langle r^2 \rangle\right|} = \sqrt{\left|\int \rho(r) r^2 d^3 r\right|}</math> ≈ 0,3399(25){{e|−13}} см<ref>Значение равно корню квадратному из модуля вышеприведённого среднего квадрата зарядового радиуса.</ref>;
* среднеквадратичный [[магнитный радиус]] нейтрона: <math>\sqrt{\langle r^2_M \rangle} </math> ≈ 0,864{{sup_sub|+0,009|−0,008}}{{e|−13}} см<ref name="Particle data group"/>.
* кубический корень из электрической поляризуемости нейтрона: <math>(\alpha_n)^{1/3} </math> ≈ 0,106(3){{e|−13}} см<ref name="Particle data group"/>.
* кубический корень из магнитной поляризуемости нейтрона: <math>(\beta_n)^{1/3} </math> ≈ 0,072(9){{e|−13}} см<ref name="Particle data group"/>.
* отношение [[Электрический дипольный момент|электрического дипольного момента]] нейтрона к [[Элементарный электрический заряд|элементарному заряду]] <math>\left|\frac{d_n}{e}\right| </math> < 1,8{{e|−26}} см<ref name="Particle data group"/>;
* [[гравитационный радиус]] нейтрона <math>R_G = \frac{2 G m}{c^2}</math> ≈ 2,48{{e|−52}} см.

== Строение и распад ==
Считается надёжно установленным, что нейтрон является связанным состоянием трёх [[кварк]]ов: одного «верхнего» (u) и двух «нижних» (d) кварков (кварковая структура udd). Близость значений масс протона и нейтрона обусловлена свойством приближённой [[изотопическая инвариантность|изотопической инвариантности]]: в протоне (кварковая структура uud) один [[d-кварк]] заменяется на [[u-кварк]], но поскольку массы этих кварков очень близки, такая замена слабо сказывается на массе составной частицы.

Поскольку нейтрон тяжелее протона, то он может распадаться в свободном состоянии. Единственным каналом распада, разрешённым законом сохранения энергии и законами сохранения электрического заряда, барионного и лептонного квантовых чисел, является [[бета-распад нейтрона]] на [[протон]], [[электрон]] и электронное [[антинейтрино]] (а также иногда [[гамма-квант]]<ref name=rad-beta>Экспериментально установлено, что радиативный бета-распад (то есть распад с излучением дополнительного гамма-кванта вместе с электроном и электронным антинейтрино) происходит в 0,92(7) % случаев от всех распадов нейтрона. Бета-распад нейтрона в связанное состояние, то есть с захватом излучаемого электрона на орбиту вокруг образовавшегося протона, предсказан теоретически, но пока не был обнаружен; установлено лишь, что такой процесс происходит менее чем в 0,27 % случаев. См. [[Бета-распад нейтрона]].</ref>). Поскольку этот распад идёт с образованием [[лептон]]ов и изменением аромата кварков, то он обязан происходить только за счёт [[слабое взаимодействие|слабого взаимодействия]]. Однако ввиду специфических свойств слабого взаимодействия скорость этой реакции аномально мала из-за крайне малого энерговыделения (разности масс начальных и конечных частиц). Именно этим объясняется тот факт, что нейтрон является настоящим долгожителем среди элементарных частиц: его [[время жизни]], приблизительно равное {{nobr|15 минутам}}, примерно в миллиард раз больше времени жизни [[мюон]]а — следующей за нейтроном метастабильной частицы по времени жизни.

Кроме того, разница масс между протоном и нейтроном, составляющая {{nobr|1,293 332 51(38) МэВ}}<ref name=mnmmpc2mev>{{CODATA2022|константа= Neutron-proton mass difference energy equivalent in MeV|ссылка=https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mnmmpc2mev}}</ref> (или {{nobr|0,001 388 449 48(40) [[а.е.м.]]}}<ref name=mnmmpu>{{CODATA2022|константа= Neutron-proton mass difference in u|ссылка=https://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mnmmpu}}</ref>), невелика по меркам [[ядерная физика|ядерной физики]]. Вследствие этого в ядрах нейтрон может находиться в более глубокой [[потенциальная яма|потенциальной яме]], чем протон, и потому бета-распад нейтрона оказывается энергетически невыгодным. Это приводит к тому, что в ядрах нейтрон может быть стабильным. Более того, в нейтроно-дефицитных ядрах происходит бета-распад протона в нейтрон (с [[электронный захват|захватом орбитального электрона]] или [[позитронный распад|вылетом позитрона]]); этот процесс энергетически запрещён для свободного протона.

На кварковом уровне бета-распад нейтрона может быть описан как превращение одного из d-кварков в u-кварк с испусканием виртуального [[W-бозон|{{math|''W''−}}-бозона]], который немедленно распадается на электрон и электронное антинейтрино.

Изучение распада свободного нейтрона важно для уточнения свойств слабого взаимодействия, а также поиска нарушений временно́й инвариантности, нейтрон-антинейтронных осцилляций {{итп}}

Внутренняя структура нейтрона впервые была экспериментально исследована [[Хофштадтер, Роберт|Р. Хофштадтером]] путём изучения столкновений пучка электронов высоких энергий ({{nobr|2 ГэВ}}) с нейтронами, входящими в состав [[дейтрон]]а (Нобелевская премия по физике 1961 г.)<ref>{{статья|автор=Хофштадтер P.|заглавие=Структура ядер и нуклонов|издание=[[УФН]]|год=1963|том=81|выпуск=1|страницы=185—200|ссылка=http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/|doi=|arxiv=|язык=ru|archive-date=2016-09-17|archive-url=https://web.archive.org/web/20160917152318/http://ufn.ru/ru/articles/1963/9/e/}}</ref>. Нейтрон состоит из тяжёлой сердцевины (керна) радиусом {{nobr|≈ 0,25·10−13 см}}, с высокой плотностью массы и заряда, которая имеет общий заряд {{nobr|≈ +0,35 [[элементарный электрический заряд|{{math|''e''}}]]}}, и окружающей его относительно разреженной оболочки («мезонной шубы»). На расстоянии от {{nobr|≈ 0,25·10−13}} до {{nobr|≈ 1,4·10−13 см}} эта оболочка состоит в основном из виртуальных [[ро-мезон|{{math|ρ}}-]] и [[пи-мезон|{{math|π}}]]-мезонов и обладает общим зарядом {{nobr|≈ −0,50 [[элементарный электрический заряд|{{math|''e''}}]]}}. Дальше расстояния {{nobr|≈ 2,5·10−13 см}} от центра простирается оболочка из виртуальных [[омега-мезон|{{math|ω}}-]] и [[пи-мезон|{{math|π}}]]-мезонов, несущих суммарный заряд около {{nobr|+0,15 [[элементарный электрический заряд|{{math|''e''}}]]}}<ref>{{книга|автор=[[Щёлкин, Кирилл Иванович|Щёлкин К. И.]]|часть=Виртуальные процессы и строение нуклона|заглавие=Физика микромира|оригинал= |ссылка=|издание=|ответственный=|место=М|издательство=Атомиздат|год=1965|том=|страницы=75|страниц=|язык=ru|тираж=}}</ref><ref name = "Zda">{{книга|автор=[[Жданов, Георгий Борисович|Жданов Г. Б.]]|часть=Упругие рассеяния, периферические взаимодействия и резононы|заглавие=Частицы высоких энергий. Высокие энергии в космосе и лаборатории|оригинал= |ссылка=|издание=|ответственный=|место=М.|издательство=Наука|год=1965|том=|страницы=132|страниц=|язык=ru|тираж=}}</ref>.

== Иные свойства ==
[[Изоспин]]ы нейтрона и протона одинаковы ({{frac|1|2}}), но их проекции противоположны по знаку. [[Проекция изоспин]]а нейтрона по соглашению в физике элементарных частиц принимается равной −{{frac|1|2}}, в ядерной физике +{{frac|1|2}} (поскольку в большинстве ядер нейтронов больше, чем протонов, это соглашение позволяет избегать отрицательных суммарных проекций изоспина).

Нейтрон и протон вместе с {{math|Λ-, Σ-, Ξ}}-барионами входят в состав октета барионов со спином {{frac|1|2}} и барионным зарядом 1{{sfn|Физика микромира|с=283|1980}}.

Нейтрон — единственная из имеющих массу покоя элементарных частиц, для которой непосредственно наблюдалось гравитационное взаимодействие — искривление в поле земного тяготения траектории хорошо [[Коллимация|коллимированного]] пучка ультрахолодных нейтронов. Измеренное гравитационное ускорение нейтронов в пределах точности эксперимента совпадает с гравитационным ускорением макроскопических тел<ref>«ФИЗИКА» Большой энциклопедический словарь, Научное издательство «Большая Российская энциклопедия», М., 1998, с. 453.</ref>.

При огромном давлении внутри [[Нейтронная звезда|нейтронной звезды]] нейтроны могут деформироваться вплоть до того, что приобретают форму куба<ref>{{cite arXiv |author=Llanes-Estrada F. J., Navarro G. M. |eprint=1108.1859|class=nucl-th |title=Cubic neutrons |year=2011 }}</ref>.

== Направления исследований в физике нейтронов ==
Фундаментальные исследования:
* возможность существования [[тетранейтрон]]ов и иных связанных состояний из одних только нейтронов;
* поиск возможных [[нейтрон-антинейтронные осцилляции|нейтрон-антинейтронных осцилляций]]<ref>{{cite journal | last=A.K. Fomin | display-authors=et al.| title=Experiment on search for neutron–antineutron oscillations using a projected UCN source at the WWR-M reactor | journal=Journal of Physics: Conference Series | volume=798 | year=2017 | doi=10.1088/1742-6596/798/1/012115 | pages=012115}}</ref>;
* поиск [[электрический дипольный момент|электрического дипольного момента]] нейтрона<ref>{{cite journal | last=A.P. Serebrov | display-authors=et al.| title=New Measurements of the Neutron Electric Dipole Moment with the Petersburg Nuclear Physics Institute Double-Chamber Electric Dipole Moment Spectrometer | journal=Physics of Particles and Nuclei Letters | volume=12 | year=2015 | doi=10.1134/S1547477115020193 | pages=286-296}}</ref>. Электрический дипольный момент нейтрона был бы точно равен нулю, если бы имела место инвариантность всех взаимодействий, в которых участвует нейтрон, относительно операции отражения времени. Слабые взаимодействия неинвариантны относительно операции отражения времени. Вследствие этого нейтрон должен был бы обладать электрическим дипольным моментом. Причина отсутствия электрического дипольного момента у нейтрона неизвестна.{{sfn|Широков|с=484|1972}}
* измерение времени жизни нейтрона<ref>{{cite journal | last=A.P. Serebrov | display-authors=et al.| title=New Measurement of the Neutron Lifetime with a Large Gravitational Trap | journal=JETP Letters | volume=106 | year=2017 | doi=10.1134/S0021364017220143 | pages=623-629}}</ref>;
* измерение корреляционных коэффициентов бета-распада нейтрона с холодными<ref>{{cite journal | last=A.P. Serebrov | display-authors=et al. | title=Project of neutron β-decay A-asymmetry measurement with relative accuracy of (1–2)×10−3 | journal=Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A | volume=545 | year=2005 | issue=1-2 | doi=10.1016/j.nima.2005.02.005 | pages=344-354 }}</ref> и ультрахолодными<ref>{{cite journal | last=A.P. Serebrov | display-authors=et al.| title=New Possibilities of Measuring the Ratio of Axial-Vector Weak Interaction Constants | journal=Journal of Surface Investigation | volume=17 | year=2023 | issue=1 | doi=10.1134/S1027451023010226 | pages=116-129 }}</ref> нейтронами;
* изучение свойств сильно нейтроно-избыточных лёгких ядер.

Прикладные исследования:
* получение и хранение [[холодные нейтроны|холодных нейтронов]];
* влияние потоков нейтронов на живые ткани и организмы;
* влияние сверхмощных потоков нейтронов на свойства материалов;
* изучение распространения нейтронов в различных средах;
* изучение различных типов структуры в [[физика твёрдого тела|физике конденсированных сред]];
* [[нейтронно-дифракционный анализ]];
* [[нейтронно-активационный анализ]].

== Примечания ==
{{Примечания}}

== Литература ==
* {{статья
| автор = Dubbers D., Schmidt M. G.
| заглавие = The neutron and its role in cosmology and particle physics
| ссылка = http://rmp.aps.org/abstract/RMP/v83/i4/p1111_1
| язык = en
| издание = [[Rev. Mod. Phys.]]
| год = 2011
| volume = 83
| pages = 1111–1171
| doi = 10.1103/RevModPhys.83.1111
}}
* {{книга
| автор = [[Широков, Юрий Михайлович|Широков Ю. М.]], [[Юдин, Николай Прокофьевич|Юдин Н. П.]]
| заглавие = Ядерная физика
| место = М.
| издательство = Наука
| год = 1972
| страниц = 670
| isbn =
| ref = Широков
}}
* {{книга
| ответственный = Гл. ред. [[Ширков, Дмитрий Васильевич|Ширков Д. В]]
| заглавие = Физика микромира : маленькая энциклопедия
| место = М.
| издательство = [[Советская энциклопедия]]
| год = 1980
| страниц = 528
| isbn =
| ref = Физика микромира
}}
* {{книга
| автор = Корсунский М. И.
| заглавие =Нейтрон
| место = М., Л.
| издательство = [[ОНТИ]]
| год = 1935
| страниц = 224
| isbn =
| ref =
}}
* {{статья|автор=[[Ерозолимский, Борис Григорьевич|Ерозолимский Б. Г.]]|заглавие=Бета-распад нейтрона|издание=[[УФН]]|год=1975|том=116|выпуск=|номер=5|страницы=145—164 |ссылка=https://ufn.ru/ru/articles/1975/5/e/|doi=10.3367/UFNr.0116.197505e.0145|arxiv=|bibcode=|язык=ru}} {{free access}}
* {{статья|автор=[[Ерозолимский, Борис Григорьевич|Ерозолимский Б. Г.]]|заглавие=Бета-распад нейтрона|издание=УФН|год=1977|том=123|выпуск=|номер=12|страницы=692—693 |ссылка=https://ufn.ru/ru/articles/1977/12/l/ |doi=10.3367/UFNr.0123.197712l.0692|arxiv=|bibcode=|язык=ru}} {{free access}}

== Ссылки ==
{{викисловарь}}
* [http://pdg.lbl.gov/2023/listings/rpp2023-list-n.pdf Neutron properties] (англ.). In: ''Workman R. L. et al. (Particle Data Group)'', Prog. Theor. Exp. Phys. 2022, 083C01 (2022) and 2023 update.
* [http://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html CODATA Internationally recommended 2022 values of the Fundamental Physical Constants.]

{{внешние ссылки}}
{{Частицы}}

[[Категория:Барионы]]
[[Категория:Радиоактивность]]
[[Категория:Нейтронная физика]]
[[Категория:1932 год в науке]]
[[Категория:Субатомные частицы]]
[[Категория:Нестабильные элементарные частицы]]
[[Категория:Нейтральные частицы]]
[[Категория:Нейтрон]]

wiki12 - Вклад [ru]

Нейтрон