Neutronen worden zeker nog gemaakt.
Het grootste deel van de zichtbare materie die ontstond tijdens de oerknal nucleosynthese was in de vorm van waterstof, helium en lithium. Waterstof bevat soms een neutron (en vormt dan het stabiele deuterium), en alle stabiele isotopen van helium en lithium doen dat. Dus als we aannemen dat het model klopt, moeten er neutronen zijn gevormd tijdens deze gebeurtenis.
Bedenk dat vrije neutronen geen stabiele deeltjes zijn, en vervallen met een halfwaardetijd van ongeveer 10 minuten. We zouden dus niet verwachten neutronen te vinden die niet beperkt zijn tot atoomkernen; het is niet alsof er een soep van stabiele protonen en neutronen bestaat die soms atomen creëert.
Maar we weten ook dat dit niet de enige bron van neutronen is. Zo kennen we instabiele kernen die spontaan een proton in een neutron veranderen of omgekeerd. Het scenario waar jij om geeft heet bèta+ verval. Een proton in een atoomkern wordt omgezet in een neutron, een positron en een neutrino. Een voorbeeld zou zijn de kern van magnesium-23 die verandert in natrium-23 (merk op dat het nucleonnummer hetzelfde blijft, maar het element verandert).
De Zon is ook afhankelijk van neutronenproductie. Het grootste deel van de massa van de zon bestaat uit waterstof, H-1. Het heeft geen neutronen. Als je twee waterstofkernen tegen elkaar slaat, krijg je He-2 (ook bekend als een diproton), dat extreem onstabiel is en zeer snel weer vervalt in twee afzonderlijke waterstofkernen. Bij zo’n reactie komt natuurlijk geen energie vrij!
Wat er moet gebeuren is dat een van de protonen in het diproton verandert in een neutron. Vrije protonen veranderen niet spontaan in neutronen, omdat neutronen eigenlijk heel iets massiever zijn dan protonen (en om dezelfde reden vervallen vrije neutronen wel spontaan in protonen). Een diproton heeft echter een hogere bindingsenergie dan een deuteron (H-2), zodat een van de protonen wel degelijk in een neutron kan veranderen, waarbij een positron, een neutrino en de overtollige bindingsenergie vrijkomen.
Deze reactie verloopt via de zwakke kernkracht, die relatief zwak is op grote afstanden (“groot” betekent hier “afstanden vergelijkbaar met de grootte van een atoomkern”). Dit, gecombineerd met de instabiliteit van het diproton, betekent dat slechts een zeer klein aantal diprotonen ooit transmuteren in een deuteron. Maar zonder deze zeldzame gebeurtenis zou de zon haar fusie-oven niet hebben. Interessant genoeg is het ook een belangrijke snelheidsbegrenzer voor de fusie van de zon – als de zwakke kracht sterker was, zou de zon veel sneller door zijn brandstofvoorraad heen zijn. Tot dusver lijkt het erop dat de zwakke kracht de enige kracht is die de smaak van quarks kan veranderen, en zo het baryongetal kan veranderen.
Voor de volledigheid moeten we ook zeggen dat neutronen ontstaan bij voldoende energieke botsingen, in paren met anti-neutronen.