Un neutrone è una minuscola particella subatomica che può essere trovata praticamente in tutte le forme di materia convenzionale, con l’unica eccezione stabile che è l’atomo di idrogeno. La casa della particella è nel nucleo atomico, dove è strettamente legata ai protoni attraverso la forza nucleare forte, la forza più forte in natura. I neutroni sono responsabili di circa la metà del peso della materia convenzionale in volume.
A questa particella è stato dato il nome perché è elettricamente neutra. Può essere visto come un protone e un elettrone frantumati insieme. Poiché entrambe queste particelle hanno carica opposta della stessa grandezza, la loro fusione risulta in una particella senza carica. Questa mancanza di carica può rendere i neutroni difficili da rilevare, ma sono state formulate tecniche per osservarli che sfruttano il modo in cui interagiscono con i nuclei di vari atomi. Le particelle possono a volte comportarsi cariche in modo limitato perché i loro costituenti, i quark, hanno piccole cariche.
Gli atomi normali hanno un numero bilanciato di protoni e neutroni nel loro nucleo. Ad esempio, l’elio ha due protoni e due neutroni e il ferro ha 26 protoni e 26 neutroni. Quando questo equilibrio viene rotto, l’atomo viene chiamato isotopo, sebbene gli atomi tecnicamente normali siano solo isotopi stabili e la parola “isotopo” viene usata colloquialmente per descrivere varianti atomiche non stabili.
Il neutrone è stato originariamente scoperto nel 1930. La sua antiparticella, l’antineutrone, è stata scoperta nel 1956. Sebbene sia una particella subatomica, il neutrone non è fondamentale. È composto da due quark down e un quark up, il che lo rende classificato come barione. Il fatto che sia composto da parti più piccole non è stato teorizzato fino al 1961.
Questa particella ha una massa simile al suo partner nucleare, il protone, tranne per il fatto che è leggermente maggiore. Può sopravvivere al di fuori del nucleo di un atomo, ma solo per un periodo di circa 15 minuti. Alla fine di quel tempo, subisce un processo chiamato decadimento beta, per cui si scompone in un protone, un elettrone e un antineutrino.
La comprensione dei neutroni è stata fondamentale nello sviluppo dell’energia nucleare e delle armi nucleari. Gli isotopi instabili emettono queste particelle quando si rompono, il che può avviare reazioni a catena nucleari. Le grandi aste inserite nei reattori nucleari esistono per limitare il numero di neutroni che rimbalzano.