Neutrony určitě stále vznikají.

Většina viditelné hmoty vzniklé během nukleosyntézy při velkém třesku byla ve formě vodíku, helia a lithia. Vodík někdy obsahuje neutron (tvoří stabilní deuterium) a všechny stabilní izotopy helia lithia ano. Předpokládáme-li tedy, že model je správný, musely během této události vzniknout neutrony.

Pamatujte, že volné neutrony nejsou stabilní částice a rozpadají se s poločasem rozpadu přibližně 10 minut. Neočekávali bychom tedy, že najdeme neutrony, které nejsou omezeny na atomová jádra; není to tak, že by existovala nějaká polévka stabilních protonů a neutronů, která občas vytváří atomy.

Ale také víme, že to není jediný zdroj neutronů. Jednak známe nestabilní jádra, která samovolně mění proton na neutron nebo naopak. Scénář, který vás zajímá, se nazývá rozpad beta+. Proton v jádře se mění na neutron, pozitron a neutrino. Příkladem může být přeměna jádra hořčíku-23 na sodík-23 (všimněte si, že nukleonové číslo zůstává stejné, ale prvek se mění).

Na produkci neutronů spoléhá i Slunce. Většinu hmoty Slunce tvoří prostý vodík, H-1. Ten neutrony nemá. Když rozbijete dvě jádra vodíku dohromady, získáte He-2 (známý také jako diproton), který je extrémně nestabilní a velmi rychle se rozpadá zpět na dvě samostatná jádra vodíku. Není třeba dodávat, že při takové reakci jste neuvolnili žádnou energii!

Je třeba, aby se jeden z protonů v diprotonu změnil na neutron. Volné protony se samovolně nemění na neutrony, protože neutrony jsou ve skutečnosti jen o málo hmotnější než protony (a ze stejného důvodu se volné neutrony samovolně rozpadají na protony). Diproton má však vyšší vazebnou energii než deuteron (H-2), takže jeden z protonů se ve skutečnosti může změnit na neutron, přičemž se uvolní pozitron, neutrino a přebytečná vazebná energie.

Tato reakce je zprostředkována slabou jadernou silou, která je relativně slabá na velké vzdálenosti („velká“ zde znamená „vzdálenost srovnatelná s velikostí jádra“). To v kombinaci s nestabilitou diprotonu znamená, že jen velmi malé množství diprotonů se kdy přemění na deuteron. Bez této vzácné události by však Slunce nemělo svou termojadernou pec. Zajímavé je, že je to také hlavní omezovač rychlosti sluneční fúze – kdyby byla slabá síla silnější, Slunce by své zásoby paliva spalovalo mnohem rychleji. Zatím se zdá, že slabá síla je jedinou silou, která dokáže měnit příchuť kvarků, a tím měnit baryonové číslo.

Pro úplnost ještě dodejme, že neutrony vznikají při dostatečně energetických srážkách v párech s antineutrony.

.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.