Ein Neutron ist ein winziges subatomares Teilchen, das in praktisch allen Formen konventioneller Materie zu finden ist, mit der einzigen stabilen Ausnahme ist das Wasserstoffatom. Die Heimat des Teilchens befindet sich im Atomkern, wo es durch die starke Kernkraft, die stärkste Kraft in der Natur, eng mit Protonen verbunden ist. Neutronen sind für etwa die Hälfte des Volumens konventioneller Materie verantwortlich.
Dieses Teilchen erhielt seinen Namen, weil es elektrisch neutral ist. Es kann als ein Proton und ein Elektron gesehen werden, die zusammengeschlagen werden. Da diese beiden Teilchen eine entgegengesetzte Ladung gleicher Größe haben, führt ihre Verschmelzung zu einem ladungslosen Teilchen. Dieses Fehlen einer Ladung kann den Nachweis von Neutronen erschweren, aber es wurden Techniken zu ihrer Beobachtung entwickelt, die sich die Art und Weise zunutze machen, wie sie mit den Kernen verschiedener Atome wechselwirken. Die Teilchen können sich manchmal begrenzt geladen verhalten, weil ihre Bestandteile, die Quarks, kleine Ladungen haben.
Normale Atome haben eine ausgewogene Anzahl von Protonen und Neutronen in ihrem Kern. Helium hat beispielsweise zwei Protonen und zwei Neutronen und Eisen hat 26 Protonen und 26 Neutronen. Wenn dieses Gleichgewicht gebrochen ist, wird das Atom als Isotop bezeichnet, obwohl technisch normale Atome nur stabile Isotope sind und das Wort „Isotop“ umgangssprachlich verwendet wird, um instabile Atomvarianten zu beschreiben.
Das Neutron wurde ursprünglich 1930 entdeckt. Sein Antiteilchen, das Antineutron, wurde 1956 entdeckt. Obwohl es ein subatomares Teilchen ist, ist das Neutron nicht fundamental. Es besteht aus zwei Down-Quarks und einem Up-Quark, wodurch es als Baryon klassifiziert wird. Dass es aus kleineren Teilen besteht, wurde erst 1961 theoretisiert.
Dieses Teilchen hat eine ähnliche Masse wie sein nuklearer Partner, das Proton, nur ist es etwas größer. Es kann außerhalb des Atomkerns überleben, jedoch nur für einen Zeitraum von etwa 15 Minuten. Am Ende dieser Zeit durchläuft es einen Prozess namens Beta-Zerfall, bei dem es in ein Proton, ein Elektron und ein Antineutrino zerfällt.
Das Verständnis von Neutronen war für die Entwicklung von Kernenergie und Kernwaffen von entscheidender Bedeutung. Instabile Isotope emittieren diese Teilchen, wenn sie zerfallen, was nukleare Kettenreaktionen auslösen kann. Die großen Stäbe, die in Kernreaktoren eingesetzt werden, dienen dazu, die Anzahl der herumprallenden Neutronen zu begrenzen.