Neutron

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Dieser Artikel beschreibt das Neutron in der Physik. Zum gleichnamigen Hauptcharakter einer Zeichentrickserie siehe Jimmy Neutron.


Neutron (n)

Klassifikation
Fermion

Hadron
Baryon
Nukleon

Eigenschaften
Ladung neutral
Masse 1,008 664 916 00(43)[1] u
1,674 927 351(74) · 10−27[2] kg
1838,683 6605(11)[3] · me
939,565 379(21)[4] MeV/c2
magnetisches Moment −0,966 236 47(23) · 10−26[5] J / T
g-Faktor −3.826 085 45(90)[6]
gyromagnetisches Verhältnis 1,832 471 79(43) · 108[7] 1/(sT)
SpinParität 1/2+
Isospin 1/2 (z-Komponente −1/2)
mittlere Lebensdauer (frei)

880,1 ± 1,1[8] s

Wechselwirkung stark
schwach
elektromagnetisch
Gravitation
Quark-Zusammensetzung 2 Down, 1 Up
Quark structure neutron.svg

Das Neutron [ˈnɔɪ̯trɔn] (Plural Neutronen [nɔɪ̯ˈtroːnən]) ist ein elektrisch neutrales Hadron mit dem Formelzeichen n. Es ist, neben dem Proton, Bestandteil der Atomkerne; Protonen und Neutronen nennt man deshalb auch Nukleonen. Sofern das Neutron nicht in einem Atomkern gebunden ist („freies“ Neutron), ist es nicht stabil.

Physikalische Beschreibung

Elementare Eigenschaften

Die Ruheenergie des (freien) Neutrons ist mit 939,6 MeV um etwa 1,3 MeV (0,14 %) größer als die des (freien) Protons.

Es trägt keine elektrische Ladung (daher der Name), hat aber ein magnetisches Moment von −1,91 Kernmagnetonen.

Das Neutron hat den Spin 1/2 und ist damit ein Fermion. Es gehört zu den Baryonen und ist als solches aus Quarks aufgebaut - zwei down-Quarks und einem up-Quark (Formel udd).

Als zusammengesetztes Teilchen ist es räumlich ausgedehnt und hat einen Durchmesser von circa 1,7 · 10−15 m, also 1,7 Femtometer (fm).

Die Lebensdauer des freien Neutrons beträgt im Mittel 880 Sekunden (knapp 15 Minuten); dies ist die mit Abstand längste Lebensdauer aller instabilen Elementarteilchen. Sie ist schwierig zu beobachten, weil in normaler materieller Umgebung ein freigesetztes Neutron sehr schnell wieder von einem Atomkern absorbiert wird, seinen Zerfall also nicht „erlebt“.

Elementare Wechselwirkungen

Das Neutron unterliegt allen in der Physik bekannten vier Wechselwirkungen, neben der Gravitationskraft unterliegt es auch der starken, der elektromagnetischen und der schwachen Wechselwirkung.

Die starke Wechselwirkung -- genauer: die „Kernkraft“, eine Art Restwechselwirkung der zwischen den Quarks wirkenden starken Wechselwirkung -- ist dafür verantwortlich, dass Neutronen in Kernen gebunden sind, und bestimmt auch das Verhalten von freien Neutronen bei Stößen mit Atomkernen.

Das Neutron ist zwar elektrisch neutral und unterliegt damit nicht der elektrostatischen Anziehung oder Abstoßung, aber es hat ein magnetisches Moment und unterliegt somit der elektromagnetischen Wechselwirkung. Diese Tatsache sowie auch die räumliche Ausdehnung sind ein klares Indiz dafür, dass das Neutron ein zusammengesetztes Teilchen ist.

Die schwache Wechselwirkung ist verantwortlich für den Zerfall des Neutrons.

Neutronen als Bestandteile von Atomkernen, Isotope

Mit Ausnahme des häufigsten Wasserstoffisotops (Protium, 1H), dessen Atomkern nur aus einem einzelnen Proton besteht und das den normalen Wasserstoff bildet, enthalten alle Atomkerne sowohl Protonen als auch Neutronen. Protonen und Neutronen werden daher zusammenfassend Nukleonen (von lateinisch nucleus, Kern) genannt.

Die Anzahl der Protonen im Atomkern bestimmt die Kernladung, und damit die Zahl der Elektronen, die im neutralen Atom gebunden sind. Die Elektronenhülle wiederum bestimmt die chemischen Eigenschaften des Atoms. Deswegen stellen so genannte Isotope, d. h. Atomsorten mit gleicher Protonen-, aber unterschiedlicher Neutronenzahl, das gleiche chemische Element dar.

Neutronen und Protonen haben fast die gleiche Masse, die vielfach höher als die Masse des Elektrons ist. Die Nukleonenzahl, also die Summe aus der Zahl der Neutronen und Protonen, wird deswegen auch als Massezahl bezeichnet. Sie stimmt in guter Näherung mit der Gesamtmasse des Atoms in u überein. Wenn einzelne Isotope unterschieden werden sollen, wird die Massezahl meist als Hochzahl vor oder mit einem Bindestrich hinter das Elementsymbol geschrieben, z. B. 60Co oder Co-60, 235U oder U-235. Um aus der Massezahl die Neutronenanzahl zu ermitteln, muss die Ordnungszahl (Protonenanzahl) des Elements abgezogen werden. Uran hat z. B. die Ordnungszahl 92; der Uran-235-Kern enthält also 235 minus 92 gleich 143 Neutronen.

Stabilität von Atomkernen

Das Neutron hat eine etwas höhere Masse als das Proton. Daher kann sich ein freies Neutron durch Beta-minus-Zerfall in ein Proton, ein Elektron und ein Elektron-Anti-Neutrino umwandeln. Die Differenz der Masse zwischen dem Neutron und den Zerfallsprodukten wird den Zerfallsprodukten als Bewegungsenergie mitgegeben.

In Atomkernen ist die Situation komplizierter: Für den Zusammenhalt des Kerns ist die Kernkraft, eine Art Restwechselwirkung der starken Wechselwirkung verantwortlich. Sie wirkt gleichermaßen auf Neutronen und Protonen anziehend, aber nur auf sehr kurze Distanz (quasi nur auf die unmittelbaren Nachbarn). Daher ist die Bindungsenergie pro Nukleon in allen Atomkernen ungefähr gleich. Die Bindung eines zusätzlichen Neutrons an einen Atomkern setzt einen Energiebetrag frei, der meist ca. einem Prozent der Neutronenmasse entspricht. Protonen werden von der Kernkraft etwa gleich stark gebunden wie Neutronen, jedoch muss hier zusätzlich die elektrische Abstoßung zwischen den positiv geladenen Protonen überwunden werden. Entsprechend geringer ist bei diesen die Energiefreisetzung bei der Bindung an einen Atomkern.

Es hängt damit von der Zusammensetzung eines Atomkerns ab, ob die Bindung eines zusätzlichen Neutrons oder eines zusätzlichen Protons zu einer geringeren Gesamtmasse des neuen Kerns führt. Ist der neue Kern mit dem zusätzlichen Neutron schwerer als der mit dem Proton, ist der mit dem zusätzlichen Neutron bestrebt, per Beta-minus-Zerfall ein Neutron in ein Proton zu verwandeln. Ist hingegen der Kern mit dem Proton schwerer, ist dieser bestrebt, per Beta-plus-Zerfall oder Elektroneneinfang ein Proton in ein Neutron umzuwandeln (siehe Mattauchsche Isobarenregel). Es gibt nur ein recht kleines „Fenster“ (fast) gleicher Masse, bei der weder der Beta-minus- noch der Beta-plus-Zerfall (wohl aber der Elektroneneinfang) möglich ist. Solche Nuklidpaare sind z. B. Eisen-55 und Mangan-55 oder Jod-125 und Tellur-125.

Es kommt aber vor, dass zwei Kerne gleicher Massenzahl, die sich in der Protonenzahl um zwei unterscheiden, beide stabil sind. Dies lässt sich dadurch erklären, dass gerade Neutronen- und Protonenzahlen energetisch günstiger sind als ungerade (siehe Paarenergie). Der Kern dazwischen kann dann meist auf zwei Wegen zerfallen: per Beta-minus-Zerfall zu dem Kern mit der nächsthöheren Ordnungszahl oder per Beta-plus-Zerfall oder Elektroneneinfang zu dem Kern mit der nächstniedrigeren Ordnungszahl. In der Regel überwiegt der Zerfallskanal mit der höheren Energiefreisetzung. Als Beispiel sei Arsen-74 angeführt (Ordnungszahl 33, also 33 Protonen und 41 Neutronen), das zu etwa einem Drittel zu Selen-74 (Ordnungszahl 34) und zu zwei Dritteln zu Germanium-74 (Ordnungszahl 32) zerfällt.

Von den meisten Elementen existieren nur ein oder einige wenige stabile Isotope. Isotope mit zusätzlichen Neutronen gegenüber den stabilen unterliegen meist dem Beta-minus-Zerfall, Isotope mit weniger Neutronen dem Beta-plus-Zerfall. Bei den Ordnungszahlen 43 (Technetium), 61 (Promethium) und allen oberhalb 82 (Blei) gibt es keine stabilen Isotope. Die Instabilität der schweren Kerne ergibt sich freilich nicht nur aus dem Beta-Zerfall, sondern vor allem aus der ab dem Eisen abnehmenden Bindungsenergie pro zusätzlichem Nukleon, so dass sehr schwere Kerne sich durch Spontanspaltung oder durch Alpha-Zerfall umwandeln.

Stabile leichte Kerne bestehen aus ungefähr gleich vielen Protonen und Neutronen. Mit steigender Massenzahl wächst die Neutronenzahl überproportional allmählich bis auf fast das Anderthalbfache der Protonenzahl an. Die Nuklidkarte in der üblichen Anordnung nach Segrè (Neutronenzahl nach rechts, Protonenzahl nach oben aufgetragen) macht dies dadurch deutlich, dass der Streifen der stabilen Nuklide nicht gerade, sondern abwärts gekrümmt verläuft.

Zerfall des freien Neutrons

Neutronen unterliegen der schwachen Wechselwirkung. Der hierdurch verursachte Betazerfall bewirkt die Umwandlung eines freien Neutrons in ein Proton, ein Elektron und ein Antineutrino:

$ \mathrm {n} \rightarrow \mathrm {p} +\mathrm {e} ^{-}+{\bar {\nu }}_{e}+0{,}78\,\mathrm {MeV} $

Der umgekehrte Prozess tritt z. B. bei der Entstehung eines Neutronensterns auf:

$ \mathrm {p} +\mathrm {e} ^{-}+0{,}78\,\mathrm {MeV} \rightarrow \mathrm {n} +\nu _{e} $

Messung der Lebensdauer freier Neutronen

Die Lebensdauer des freien Neutrons ist mit 880,1 ± 1,1 Sekunden nicht sehr genau bekannt, weil die Messung sehr schwierig ist: Freie Neutronen lassen sich zwar mit Neutronenquellen, Kernreaktionen oder mittels des Kernphotoeffekts gewinnen, werden jedoch in kürzester Zeit von Materie eingefangen, so dass sie ihren Zerfall fast nie "erleben" .

Die genaue Kenntnis der Lebensdauer des freien Neutrons ist vor allem für die Kosmologie wichtig. In einer frühen Phase des Universums machten freie Neutronen einen bedeutenden Teil der Materie aus. So könnte man die Entstehung besonders der leichten Elemente (und deren Isotopenverteilung) besser nachvollziehen, wenn die Lebensdauer des Neutrons genau bekannt wäre. Außerdem erhofft man sich ein besseres Verständnis der schwachen Wechselwirkung.

Eine Gruppe am Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie (HZB) (ehemals Hahn-Meitner-Institut (HMI)) arbeitet daran, die Zerfallszeit des freien Neutrons präziser zu messen. Dabei werden Neutronen in einer dreidimensionalen magnetischen Falle eingeschlossen. Die Wechselwirkung des Neutrons mit den Magnetkräften des Käfigs erfolgt über das schwache magnetische Dipolmoment des Neutrons. Dies bedingt eine besonders ausgefeilte Gestaltung des Feldes im Käfig. Die Neutronen, die aus einem Forschungsreaktor in die Falle gelangen, werden von suprafluidem Helium in der Kammer abgebremst und eingefangen. Das aus dem Zerfall stammende hochenergetische Elektron dient als Nachweis. Es ionisiert auf seiner Flugbahn mehrere Helium-Atome, die über Molekülprozesse (Excimere) ein messbares Lichtsignal aussenden. Neutronen selbst hinterlassen in einer Blasenkammer keine Spur, weil sie nicht mit Atomelektronen wechselwirken, also nicht ionisieren.

Erzeugung und Nachweis freier Neutronen

Es gibt viele verschiedene Arten von Neutronenquellen. In der angewandten Forschung (Untersuchung der Struktur und Dynamik von Materie durch elastische und inelastische Neutronenstreuung) werden vor allem Neutronen aus Forschungsreaktoren genutzt. Dort werden die Neutronen bei der Kernspaltung frei. Diese schnellen Neutronen haben allerdings eine Energie im Bereich von einigen MeV und müssen erst auf rund ein Millionstel ihrer Bewegungsenergie abgebremst werden, um mit ihnen kondensierte Materie untersuchen zu können.

Thermische Neutronen

Die Abbremsung geschieht in einem den Reaktorkern umgebenden Wassertank (leichtes oder schweres Wasser als Moderator). Bei jedem Zusammenstoß eines schnellen Neutrons mit einem Atomkern des Wassers wird Energie an den getroffenen Kern abgegeben. Nach vielen solchen Stößen weisen die Neutronen ein der Wassertemperatur (etwa 300 K, „Zimmertemperatur“) entsprechendes Energiespektrum auf. Man spricht dann von thermischen Neutronen (siehe untenstehende Tabelle).

„Kalte“ und „heiße“ Neutronen

Durch das Einbringen von zusätzlichen Moderatoren kann das Energiespektrum der Neutronen auch zu höheren oder niedrigeren Energien verschoben werden. Diese zusätzlichen Moderatoren bezeichnet man auch als sekundäre Neutronenquellen. Zur Gewinnung von sogenannten kalten Neutronen kommt häufig flüssiges Deuterium mit einer Temperatur von etwa 20 K zum Einsatz. Sogenannte heiße Neutronen werden in der Regel mit Graphit-Moderatoren bei etwa 3000 K erzeugt.

In jedem Fall werden die Neutronen durch sogenannte Strahlrohre aus dem Moderatortank oder den sekundären Neutronenquellen zu den Experimenten geleitet. Allerdings müssen noch genügend viele Neutronen im Reaktorkern verbleiben oder dorthin zurück reflektiert werden, um die Kettenreaktion aufrechtzuerhalten. Kalte, thermische und heiße Neutronen weisen jeweils eine bestimmte Energieverteilung und damit Wellenlängenverteilung auf. Für viele Experimente werden jedoch monochromatische oder monoenergetische Neutronen, also Neutronen einheitlicher Energie, benötigt. Diese erhält man z. B. durch den Einsatz eines Monochromators. Als Monochromatoren kommen perfekte Einkristalle oder Mosaik-Kristalle zum Einsatz (Silizium, Germanium, Kupfer, Graphit etc.). Durch Nutzung bestimmter Bragg-Reflexe und Monochromatorwinkel können verschiedene Wellenlängen (Energien) aus der Wellenlängenverteilung ausgewählt werden.

Klassifizierung

Der Wirkungsquerschnitt von Reaktionen zwischen Neutronen und anderen Teilchen variiert stark mit der kinetischen Energie der Neutronen. Folgende Klassifikation hat sich herausgebildet:

Typ kinetische Energie Wellenlänge
ultrakalte Neutronen < 0,2 meV >2 nm
kalte Neutronen < 2 meV 2000…640 pm
thermische Neutronen < 100 meV 640…90 pm
epithermische Neutronen < 1 eV 90…28 pm
mittelschnelle Neutronen 0,5 eV…10 keV  
schnelle Neutronen 10 keV…20 MeV  
relativistische Neutronen > 20 MeV  

Nachweis

Da Neutronen keine elektrische Ladung tragen, können sie nicht direkt mit auf Ionisierung beruhenden Detektoren nachgewiesen werden. Der Nachweis von Neutronen geschieht mittels Neutronendetektoren. Bei niederen Neutronenenergien (unter etwa 100 keV) beruhen diese stets auf einer geeigneten Kernreaktion. Bei höheren Energien kann stattdessen auch der Rückstoß ausgenutzt werden, den ein geladenes Teilchen (meist Proton) bei der Streuung des Neutrons erfährt.

Wirkung von Neutronenstrahlen

Typische von freien Neutronen ausgelöste Prozesse

Freie (also nicht in einem Kern gebundene) Neutronen können an Atomkernen gestreut werden, von ihnen absorbiert werden oder Kernreaktionen auslösen.

Die Streuung kann elastisch oder inelastisch sein. Bei inelastischer Streuung verbleibt der Atomkern in einem angeregten Zustand, der dann (meist) durch Emission von Gammastrahlung zum Grundzustand zurückkehrt.

Insbesondere thermische, d. h. langsame Neutronen werden von vielen Atomkernen absorbiert. Wird danach nur ein Gammaquant emittiert, heißt der Vorgang Neutroneneinfang. Der entstandene neue Atomkern ist ein um eine Einheit schwereres Isotop des ursprünglichen Kerns. Er kann radioaktiv sein.

Einige wenige Nuklide spalten sich nach dem Absorbieren eines Neutrons. In Kernreaktoren wird dieser Prozess als Kettenreaktion zur Energiegewinnung genutzt.

Schnelle freie Neutronen lösen Kernreaktionen z. B. des Typs (n, p) oder (n, $ \alpha $) aus, wodurch ebenfalls in vielen Fällen ein Radionuklid-Kern entsteht.

Wirkungen auf Materie

(siehe auch Strahlenschaden)

Die Materialeigenschaften von Metallen und anderen Werkstoffen werden durch Neutronenbestrahlung verschlechtert. Dies begrenzt die Lebensdauer von Komponenten in z. B. Kernreaktoren. In Kernfusionsreaktoren mit ihrer höheren Energie der Neutronen tritt dieses Problem verstärkt auf.

Die Wirkung auf lebende Materie ist ebenfalls meist schädlich. Sie beruht bei schnellen Neutronen größtenteils auf von diesen angestoßenen Protonen, die einer stark ionisierenden Strahlung entsprechen.

Die Nutzung von schnellen Neutronen in der Strahlentherapie beschränkt sich auf wenige Sonderfälle. Thermische Neutronen erzeugen durch Neutroneneinfang in Wasserstoff, d. h. die Kernreaktion 1H(n, $ \gamma $) 2H, eine Gammastrahlung, die ihrerseits ionisiert.

Geschichte der Entdeckung und Erforschung

Die ersten Schritte zur Entdeckung des Neutrons wurden von Walther Bothe und seinem Studenten Herbert Becker getan. Sie beschrieben im Jahr 1930 einen ungewöhnlichen Typ von Strahlung, der entstand, wenn sie Beryllium mit Polonium-Alphateilchen beschossen. Ziel der Versuche war es, eine Theorie Ernest Rutherfords zu bestätigen, wonach bei diesem Vorgang sehr energiereiche Strahlung emittiert werden sollte. Dementsprechend hielten sie die durchdringende Strahlung, die sie bei diesen Versuchen mit Hilfe von elektrischen Zählmethoden feststellen konnten, anfänglich fälschlicherweise für Gammastrahlung. Die gleichen Versuche machten sie auch mit Lithium und Bor, und kamen schlussendlich zum Ergebnis, dass die beobachteten „Gammastrahlen“ mehr Energie besaßen als die Alphateilchen, mit denen sie die Atome beschossen hatten. Bei der Bestrahlung von Beryllium mit Alphateilchen entstand nicht – wie zuvor erwartet – Bor, sondern Kohlenstoff. In heutiger Schreibweise lautet die beobachtete Kernreaktion:

$ {}_{4}^{9}\mathrm {Be} +{}_{2}^{4}\alpha \to {}_{\ 6}^{12}\mathrm {C} +{}_{0}^{1}\mathrm {n} $

Die beobachtete, sehr energiereiche Strahlung hatte ein großes Durchdringungsvermögen durch Materie, zeigte jedoch sonst ein für Gammastrahlung sehr ungewöhnliches Verhalten. Die Strahlen waren zum Beispiel in der Lage, leichte Atome in schnelle Bewegung zu versetzen. Eine genauere Analyse zeigte, dass die Energie dieser „Gammastrahlung“ so groß hätte sein müssen, dass sie alles bis dahin Bekannte weit übertroffen hätte. So kamen mehr und mehr Zweifel auf, ob es sich bei der beobachteten Strahlung wirklich um Gammastrahlen handelte. Entsprechend dem durchgeführten Versuch nannte man die Strahlung inzwischen „Beryllium-Strahlung“.

Ein Jahr später, 1931, stellten Irène Joliot-Curie und ihr Ehemann Frédéric Joliot-Curie bei Experimenten mit der Beryllium-Strahlung folgende Tatsache fest: Lässt man die „Beryllium-Strahlung“ in eine Ionisationskammer treffen, so zeigt diese keinen nennenswerten Strom an. Bringt man jedoch vor die Ionisationskammer eine wasserstoffhaltige Materialschicht (zum Beispiel Paraffin), dann steigt der Strom in der Kammer stark an. Als Ursache für den Stromanstieg in der Ionisationskammer vermutete das Ehepaar Joliot-Curie, dass aus dem wasserstoffhaltigen Paraffin Protonen durch die „Beryllium-Strahlung“ herausgelöst werden, welche dann in der Ionisationskammer die notwendige Ionisierung bewirken. Sie konnten ihre Vermutung sogar durch den Nachweis solcher Rückstoß-Protonen in der Wilsonschen Nebelkammer belegen. Als Mechanismus vermuteten Joliot-Curie einen dem Compton-Effekt verwandten Vorgang. Die harte Gammastrahlung sollte den Protonen den notwendigen Impuls übertragen. Abschätzungen zeigten jedoch, dass zur Erzeugung eines Rückstoßprotons, dessen Spurlänge in der Nebelkammer etwa 26 cm betrug, eine Gammaenergie von etwa 50 MeV notwendig wäre, was ziemlich unrealistisch erschien.

Sir James Chadwick – ein Schüler Rutherfords – glaubte wie sein Lehrmeister nicht an einen „Compton-Effekt beim Proton“ und nahm an, dass die „Beryllium-Strahlung“ aus Teilchen bestehen müsse. Als Irène und Frédéric Joliot-Curie ihre Versuchsergebnisse veröffentlichten, in denen sie zeigten, dass Bothes „Beryllium-Strahlung“ in der Lage war, aus Paraffin Protonen mit hoher Energie herauszuschlagen, war für Chadwick klar, dass es sich nicht um Gammastrahlung, sondern nur um Teilchen mit einer dem Proton vergleichbaren Masse handeln konnte. In den zahlreichen Versuchen wiederholte er die Experimente des Ehepaares Joliot-Curie und bestätigte den Joliot-Curie’schen Kernschleuder-Effekt. Weiterhin konnte er 1932 experimentell nachweisen, dass es sich bei Bothes „Beryllium-Strahlung“ nicht um Gammastrahlen, sondern vielmehr um einen Geschossregen aus schnell bewegten Teilchen handelte, die ungefähr die Masse des Protons besitzen, jedoch elektrisch neutral sind. Er erkannte, dass die Eigenschaften dieses Typs Strahlung eher mit denen eines bereits zwölf Jahre zuvor von Ernest Rutherford als Kernbaustein vermuteten neutralen Teilchens in Einklang zu bringen waren. Da die nunmehr entdeckten Teilchen keine elektrische Ladung trugen, nannte er sie Neutronen. Für die Entdeckung des Neutrons erhielt er 1935 den Nobelpreis für Physik.

Mit dieser Entdeckung konnte die Beschreibung des Atomaufbaus vorerst vollendet werden: Der Atomkern, bestehend aus Protonen und Neutronen, wird von einer Hülle aus Elektronen umgeben. Bei einem elektrisch neutralen Atom entspricht die Anzahl der negativ geladenen Elektronen in der Atomhülle stets genau jener der positiv geladenen Protonen im Atomkern, wohingegen die Anzahl der Neutronen im Kern variieren kann.

Im gleichen Jahr 1932 stellte Werner Heisenberg seine Nukleonentheorie auf.

Um 1940 nahm man an, dass das Neutron eine Verbindung aus Proton und Elektron darstellt. So hätte man alle Atome auf diese zwei Bausteine zurückführen können. Erst mit der weiteren Entwicklung der Quantenmechanik und der Kernphysik wurde klar, dass es keine Elektronen als dauerhafte Bestandteile des Kerns geben kann.

Siehe auch

Literatur

  •  Dirk Dubbers, Reinhard Scherm: Neutronen-Forschung am Institut Laue-Langevin: Neutronen-Quelle und Experimente. In: Physik in unserer Zeit. 34, Nr. 3, 2003, S. 108–111, doi:10.1002/piuz.200390052.
  •  Arno Hiess, Helmut Schober: Mit Neutronen auf der Spur der Elektronen: Neutronen-Spektroskopie an Festkörpern. In: Physik in unserer Zeit. 34, Nr. 3, 2003, S. 112–118, doi:10.1002/piuz.200390053.
  •  Torsten Soldner: Das Neutron, der Kosmos und die Kräfte: Neutronen in der Teilchenphysik. In: Physik in unserer Zeit. 34, Nr. 3, 2003, S. 127–132, doi:10.1002/piuz.200390056.
  •  Matthias Honal, Wolfgang Scherer, Götz Eckold: Wozu brauchen Chemiker Neutronen?. In: Nachrichten aus der Chemie. 51, Nr. 11, 2003, S. 1133–1138 (PDF, abgerufen am 5. Mai 2008).

Weblinks

Wiktionary Wiktionary: Neutron – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

  1. CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 20. Juni 2011. Wert für die Neutronenmasse in u
  2. CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 20. Juni 2011. Wert für die Neutronenmasse in Kilogramm
  3. CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 20. Juni 2011. Wert für die Neutronenmasse in Vielfachen der Elektronenmasse $ m_{e} $
  4. CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 20. Juni 2011. Wert für die Neutronenmasse in MeV/c2
  5. CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 20. Juni 2011. Wert für das magnetische Moment
  6. CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 20. Juni 2011. Wert für den g-Faktor
  7. CODATA Recommended Values. National Institute of Standards and Technology, abgerufen am 20. Juni 2011. Wert für das gyromagnetische Verhältnis
  8. J. Beringer et al. (Particle Data Group), Physical Review D 86, 010001 (2012).

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07.12.2018
Teilchenphysik
Tausend Mal schneller als Flash-Speicher: Schnelles Speichermaterial im Neutronenlicht
Neuartige Phasenwechselmaterialien könnten tausend Mal schneller und dabei erheblich langlebiger sein als bisherige Flash-Speicherchips.
02.10.2018
Elektrodynamik | Teilchenphysik
Neutronen tasten Magnetfelder im Innern von Proben ab
Ein HZB-Team hat am Forschungsreaktor BER II mit Hilfe einer neu entwickelten Neutronen-Tomographie erstmals den Verlauf von magnetischen Feldlinien im Innern von Materialien abbilden können.
24.07.2018
Teilchenphysik
Keine Spur von Symmetronen
Mit einem Hochpräzisions-Experiment der TU Wien suchte man an der Neutronenquelle PF2 des Instituts Laue-Langevin nach hypothetischen „Symmetronen-Feldern“, mit denen man dunkle Energie erklären könnte.
26.06.2018
Sterne | Astrophysik
Frankfurter Physiker präzisieren Größe von Neutronensternen space
Der Vergleich von milliarden theoretischen Modellen mit Gravitationswellen-Messungen führt zur Lösung eines alten Rätsels.
14.06.2018
Astrophysik | Teilchenphysik
Ein neues Experiment zum Verständnis der Dunklen Materie
Ist Dunkle Materie Quelle für eine bis jetzt unbekannte Wechselwirkung zusätzlich zur Gravitation?
07.06.2018
Teilchenphysik
Neue Wege in die „Terra incognita“ der Nuklidkarte
Hochpräzise Massenmessungen an neutronenreichen Chromisotopen: Ein wichtiger Schritt zur Erforschung bisher unbekannter Atomkerne ist Physikern des MPI für Kernphysik und der Universität Greifswald in einer internationalen Kollaboration am CERN gelungen.
05.06.2018
Teilchenphysik | Biophysik
Neutronentomographie: Einblick ins Innere von Zähnen, Wurzelballen, Batterien und Brennstoffzellen
Einen umfassenden Überblicksbeitrag über bildgebende Verfahren mit Neutronen hat ein Team am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) und der Europäischen Spallationsquelle ESS im renommierten Fachjournal Materials Today (Impaktfaktor 21,6) publiziert.
30.05.2018
Teilchenphysik
Mikroskopisches Universum gibt Einblick in Leben und Tod des Neutrons
Experimente zur Lebensdauer eines Neutrons zeigen verblüffende und unerklärte Abweichungen.
15.11.2017
Astrophysik | Teilchenphysik
Noch keine Spur von Dunkler Materie
Eine Art von hypothetischen Elementarteilchen, aus denen die Dunkle Materie bestehen könnte, sind die sogenannten Axionen.
16.10.2017
Astrophysik | Optik | Relativitätstheorie
ESO-Teleskope beobachten erstes Licht einer Gravitationswellen-Quelle
Teleskope der ESO in Chile haben zum ersten Mal im sichtbaren Licht eine Quelle von Gravitationswellen vermessen können.
30.06.2017
Teilchenphysik
Neue Einblicke in die Kraft, die Atomkerne zusammenhält
Mit Computersimulationen haben Physiker neue Einblicke in die starke Kraft erhalten, die Protonen und Neutronen im Atomkern zusammenhält.
20.09.2016
Teilchenphysik
Überraschender Einblick in die Welt der Atomkerne
Wie fügen sich Neutronen und Protonen zu Atomkernen zusammen?
28.03.2015
Teilchenphysik
Theorie der starken Wechselwirkung bestätigt
Supercomputer bestimmt Neutron-Proton-Massendifferenz .

Die cosmos-indirekt.de:News der letzten Tage

25.11.2022
Sonnensysteme | Astrophysik
Im dynamischen Netz der Sonnenkorona
In der mittleren Korona der Sonne entdeckt ein Forscherteam netzartige, dynamische Plasmastrukturen – und einen wichtigen Hinweis auf den Antrieb des Sonnenwindes.
25.11.2022
Exoplaneten | Astrophysik
Rätselraten um einen jungen Exo-Gasriesen
Eine Foschergruppe hat einen Super-Jupiter um den sonnenähnlichen Stern HD 114082 entdeckt, der mit einem Alter von 15 Millionen Jahren der jüngste Exoplanet seiner Art ist.
24.11.2022
Teilchenphysik | Festkörperphysik | Quantenphysik
Spin-Korrelation zwischen gepaarten Elektronen nachgewiesen
Physiker haben erstmals experimentell belegt, dass es eine negative Korrelation gibt zwischen den beiden Spins eines verschränkten Elektronenpaares aus einem Supraleiter.
23.11.2022
Festkörperphysik | Quantenoptik
Lichtstrahlen beim Erlöschen zusehen
Ein Forschungsteam konnte erstmals messen, wie das Licht eines Leuchtzentrums in einem Nanodraht nach dessen Anregung durch einen Röntgenpuls abklingt.
22.11.2022
Exoplaneten | Teleskope
Weltraumteleskop JWST: Neues von den Atmospären von Exoplaneten
Beobachtungen des Exoplaneten WASP-39b mit dem James-Webb-Weltraumteleskop (JWST) haben eine Fülle von Informationen über die Atmosphäre des Planeten geliefert.
21.11.2022
Galaxien | Schwarze Löcher | Teleskope
Schärfster Blick in den Kern eines Quasars
Eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern präsentiert neue Beobachtungen des ersten jemals identifizierten Quasars.
22.11.2022
Festkörperphysik | Physikdidaktik
Chemielehrbücher: Es gibt keine Kohlensäure - Falsch!
Die Existenz von Kohlensäure war in der Wissenschaft lange umstritten: theoretisch existent, praktisch kaum nachweisbar, denn an der Erdoberfläche zerfällt die Verbindung.
21.11.2022
Quantenphysik
Ein Quant als Winkel
Die Feinstrukturkonstante ist eine der wichtigsten Naturkonstanten überhaupt: In Wien fand man nun eine bemerkenswerte neue Art, sie zu messen – nämlich als Drehwinkel.
21.11.2022
Akustik | Quantenoptik
Akustische Quantentechnologie: Lichtquanten mit Höchstgeschwindigkeit sortiert
Einem deutsch-spanischen Forscherteam ist es gelungen einzelne Lichtquanten mit höchster Präzision zu kontrollieren.
18.11.2022
Schwarze Löcher | Relativitätstheorie
Rekonstruktion eines ungewöhnlichen Gravitationswellensignals
Ein Forschungsteam aus Jena und Turin (Italien) hat die Entstehung eines ungewöhnlichen Gravitationswellensignals rekonstruiert.
18.11.2022
Thermodynamik | Festkörperphysik
Bläschenbildung: Siedeprozess deutlich genauer als bisher beschrieben
Siedet eine Flüssigkeit in einem Gefäß, bilden sich am Boden winzige Dampfbläschen, die aufsteigen und Wärme mit sich nehmen.
15.11.2022
Sterne | Planeten | Atomphysik | Quantenphysik
Neues vom Wasserstoff: Erkenntnisse über Planeten und Sterne
Mit einer auf Zufallszahlen basierenden Simulationsmethode konnten Wissenschaftler die Eigenschaften von warmem dichten Wasserstoff so genau wie nie zuvor beschreiben.