Un neutron est une minuscule particule subatomique qui peut être trouvée dans pratiquement toutes les formes de matière conventionnelle, à la seule exception stable étant l’atome d’hydrogène. La maison de la particule se trouve dans le noyau atomique, où elle est étroitement liée aux protons par la force nucléaire forte, la force la plus puissante de la nature. Les neutrons sont responsables d’environ la moitié du poids de la matière conventionnelle en volume.
Cette particule a reçu son nom parce qu’elle est électriquement neutre. Il peut être vu comme un proton et un électron écrasés ensemble. Parce que ces deux particules ont une charge opposée de la même amplitude, leur fusion donne une particule sans charge. Cette absence de charge peut rendre les neutrons difficiles à détecter, mais des techniques d’observation ont été formulées pour tirer parti de la façon dont ils interagissent avec les noyaux de divers atomes. Les particules peuvent parfois se comporter chargées de façon limitée car leurs constituants, les quarks, ont de faibles charges.
Les atomes normaux ont un nombre équilibré de protons et de neutrons dans leur noyau. Par exemple, l’hélium a deux protons et deux neutrons, et le fer a 26 protons et 26 neutrons. Lorsque cet équilibre est rompu, l’atome est appelé isotope, bien que les atomes techniquement normaux ne soient que des isotopes stables, et le mot «isotope» est utilisé familièrement pour décrire les variantes atomiques non stables.
Le neutron a été découvert en 1930. Son antiparticule, l’antineutron, a été découverte en 1956. Bien qu’il s’agisse d’une particule subatomique, le neutron n’est pas fondamental. Il est composé de deux quarks down et d’un quark up, ce qui en fait un baryon. Le fait qu’il soit composé de parties plus petites n’a été théorisé qu’en 1961.
Cette particule a une masse similaire à celle de son partenaire nucléaire, le proton, sauf qu’elle est légèrement supérieure. Il peut survivre en dehors du noyau d’un atome, mais seulement pendant une période d’environ 15 minutes. À la fin de cette période, il subit un processus appelé désintégration bêta, au cours duquel il se décompose en un proton, un électron et un antineutrino.
Une compréhension des neutrons a été essentielle dans le développement de l’énergie nucléaire et des armes nucléaires. Les isotopes instables émettent ces particules lorsqu’elles se décomposent, ce qui peut déclencher des réactions nucléaires en chaîne. Les grosses barres insérées dans les réacteurs nucléaires existent pour limiter le nombre de neutrons qui rebondissent.