A neutronok még biztosan keletkeznek.

Az ősrobbanás során a nukleoszintézis során keletkezett látható anyag nagy része hidrogén, hélium és lítium formájában jött létre. A hidrogén néha tartalmaz egy neutront (a stabil deutériumot alkotva), és a hélium és a lítium minden stabil izotópja is. Feltételezve tehát, hogy a modell helyes, a neutronoknak ezen esemény során kellett keletkezniük.

Ne feledjük, hogy a szabad neutronok nem stabil részecskék, és körülbelül 10 perces felezési idővel bomlanak el. Tehát nem várnánk, hogy olyan neutronokat találjunk, amelyek nem korlátozódnak az atommagokba; nem mintha létezne valami stabil protonokból és neutronokból álló leves, amely néha atomokat hoz létre.

De azt is tudjuk, hogy nem ez a neutronok egyetlen forrása. Egyrészt ismerünk olyan instabil atommagokat, amelyek spontán módon egy protont neutronná változtatnak, vagy fordítva. A téged érdeklő forgatókönyvet béta+ bomlásnak hívják. Egy proton egy atommagban neutronná, pozitronná és neutrínóvá alakul át. Egy példa erre a magnézium-23 atommagjának nátrium-23-ra történő átalakulása (vegyük észre, hogy a nukleonszám ugyanaz marad, de az elem megváltozik).

A Nap is a neutrontermelésre támaszkodik. A Nap tömegének nagy része egyszerű hidrogén, H-1. Ennek nincsenek neutronjai. Ha két hidrogénmagot összetörsz, He-2-t kapsz (más néven diproton), ami rendkívül instabil, és nagyon gyorsan visszabomlik két különálló hidrogénmaggá. Mondanom sem kell, hogy egy ilyen reakcióban nem szabadult fel energia!

Azt kell elérni, hogy a diproton egyik protonja neutronná alakuljon át. A szabad protonok nem változnak spontán neutronokká, mert a neutronok valójában nagyon kicsivel nagyobb tömegűek, mint a protonok (és ugyanezen okból a szabad neutronok spontán bomlanak protonokká). Egy diproton azonban nagyobb kötési energiával rendelkezik, mint egy deuteron (H-2), így az egyik proton valójában neutronná változhat, miközben egy pozitron, egy neutrínó és a felesleges kötési energia felszabadul.

Ezt a reakciót a gyenge magerő közvetíti, amely nagy távolságokon (“nagy” itt “az atommag méretéhez hasonló távolságokat” jelent) viszonylag gyenge. Ez, a diproton instabilitásával együtt azt jelenti, hogy csak nagyon kis mennyiségű diproton alakul át valaha is deuteronná. De e ritka esemény nélkül a Napnak nem lenne fúziós kemencéje. Érdekes módon ez egyben a Nap fúziójának egyik fő sebességkorlátozója is – ha a gyenge erő erő erősebb lenne, a Nap sokkal gyorsabban égetné el az üzemanyagkészletét. Eddig úgy tűnik, hogy a gyenge erő az egyetlen olyan erő, amely képes megváltoztatni a kvarkok ízét, és ezáltal a barionszámot.

A teljesség kedvéért azt is el kell mondanunk, hogy a neutronok kellően energikus ütközésben, antineutronokkal párban jönnek létre.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.