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Neutrón

Para otros usos de este término, véase Neutrón (desambiguación).

El neutrón es una partícula subatómica, un nucleón, sin carga neta, presente en el núcleo atómico de prácticamente todos los átomos, excepto el protio. Aunque se dice que el neutrón no tiene carga, en realidad está compuesto por tres partículas elementales cargadas llamadas quarks, cuyas cargas sumadas son cero. Por tanto, el neutrón es un barión neutro compuesto por dos quarks de tipo abajo, y un quark de tipo arriba.

Neutrón n, n0, N0

Estructura de quarks de un neutrón.
Composición 2 quark abajo,1 quark arriba,
Grupo Hadrón
Interacción Gravedad, Débil, Nuclear fuerte
Antipartícula Antineutrón
Teorizada

Ernest Rutherford​ (1920)

Santiago Antúnez de Mayolo (1924)
Descubierta James Chadwick​ (1932)
Masa 1,674 927 29(28)×10−27 kg
939,565 560(81) MeV/c2
1,008 664 915 6(6) uma
Vida media 879,4(6) s
Carga eléctrica 0
Dipolo eléctrico <2,9×10−26 e cm
Polarizabilidad 1,16(15)×10−3 fm³
Momento magnético -1,913148... μN
Polarizabilidad magnética 3,7(20)×10−4 fm³
Espín 1/2
Isospín -1/2
Paridad +1
Condensado I(JP) = 1/2(1/2+)

Fuera del núcleo atómico, los neutrones son inestables, teniendo una vida media de 14.7 minutos (879,4 ± 0,6 s);​ cada neutrón libre se descompone en un electrón, un antineutrino electrónico y un protón. Su masa es muy similar a la del protón, aunque ligeramente mayor.

El neutrón es necesario para la estabilidad de los núcleos atómicos, a excepción del isótopo hidrógeno-1 que contiene solo un protón. En los núcleos con más de un protón, la fuerza de repulsión electrostática entre éstos tiende a desintegrarlos. La presencia de un número parecido de neutrones al de los protones aseguran estabilidad de tales núcleos ya que no tienen carga eléctrica pero proveen fuerzas atractivas adicionales a través de su participación en la fuerza fuerte. Por eso, la interacción nuclear fuerte es responsable de mantener estables los núcleos atómicos.

Índice

Fue predicho teóricamente en 1920 por Ernest Rutherford, recibió el nombre de "neutrón" de William Draper Harkins en 1921 y fue después propuesto por Santiago Antúnez de Mayolo en 1924 y en 1932 fue descubierto y documentado por James Chadwick. Se localiza en el núcleo del átomo. Antes de ser descubierto el neutrón, se creía que un núcleo de número de masa A (es decir, de masa casi A veces la del protón) y carga Z veces la del protón, estaba formada por A protones y A-Z electrones. Pero existen varias razones por las que un núcleo no puede contener electrones. Un electrón solamente podría encerrarse en un espacio de las dimensiones de un núcleo atómico (10-12 cm) si fuese atraído por el núcleo una fuerza electromagnética muy fuerte e intensa; sin embargo, un campo electromagnético tan potente no puede existir en el núcleo porque llevaría a la producción espontánea de pares de electrones negativos y positivos (positrones). Por otra parte, existe incompatibilidad entre los valores del espín de los núcleos encontrados experimentalmente y los que podrían deducirse de una teoría que los supusiera formados por electrones y protones; en cambio, los datos experimentales están en perfecto acuerdo con las previsiones teóricas deducidas de la hipótesis de que el núcleo consta solo de neutrones y protones.

Ernest Rutherford propuso por primera vez la existencia del neutrón en 1920, para tratar de explicar que los núcleos no se desintegrasen por la repulsión electromagnética de los protones.

En el año 1930, en Alemania, Walther Bothe y H. Becker descubrieron que si las partículas alfa del polonio, dotadas de una gran energía, caían sobre materiales livianos, específicamente berilio, boro o litio, se producía una radiación particularmente penetrante. En un primer momento se pensó que eran rayos gamma, aunque estos eran más penetrantes que todos los rayos gamma hasta ese entonces conocidos, y los detalles de los resultados experimentales eran difíciles de interpretar sobre estas bases.

En 1924, el físico Louis de Broglie presentó la existencia de un elemento neutro en la Academia de Ciencias de París.

Ese mismo año, el físico peruano Santiago Antúnez de Mayolo, durante el III Congreso Científico Panamericano, presenta la ponencia Hipótesis sobre la constitución de la materia, en la que predijo la existencia de un elemento neutro dentro del átomo.​ Cabe resaltar al respecto, que en la actualidad en ninguna obra especializada sobre el neutrón se menciona la predicción de Antúnez de Mayolo, ni siquiera en Historia del Neutrón de Donald J. Hughes.

En 1930, Viktor Ambartsumian y Dmitri Ivanenko, en la URSS, encontraron que, contrariamente a la opinión dominante de la época, el núcleo no puede consistir en protones y electrones. Se comprobó que algunas partículas neutras deben estar presentes además de los protones.

En 1932, en París, Irène Joliot-Curie y Frédéric Joliot mostraron que esta radiación desconocida, al golpear parafina u otros compuestos que contenían hidrógeno, producía protones a una alta energía. Eso no era inconsistente con la suposición de que eran rayos gamma de la radiación, pero un detallado análisis cuantitativo de los datos hizo difícil conciliar la ya mencionada hipótesis.

Finalmente (a finales de 1932) el físico inglés James Chadwick, en Inglaterra, realizó una serie de experimentos de los que obtuvo unos resultados que no concordaban con los que predecían las fórmulas físicas: la energía producida por la radiación era muy superior y en los choques no se conservaba el momento. Para explicar tales resultados, era necesario optar por una de las siguientes hipótesis: o bien se aceptaba la no conservación del momento en las colisiones o se afirmaba la naturaleza corpuscular de la radiación. Como la primera hipótesis contradecía las leyes de la Física, se prefirió la segunda. Con ésta, los resultados obtenidos quedaban explicados pero era necesario aceptar que las partículas que formaban la radiación no tenían carga eléctrica. Tales partículas tenían una masa muy semejante a la del protón, pero sin carga eléctrica, por lo que se pensó que eran el resultado de la unión de un protón y un electrón formando una especie de dipolo eléctrico. Posteriores experimentos descartaron la idea del dipolo y se conoció la naturaleza de los neutrones.

El neutrón es una partícula eléctricamente neutra, de masa 1838,5 veces mayor que la del electrón y 1,00137 veces la del protón; juntamente con los protones, los neutrones son los constitutivos fundamentales del núcleo atómico y se les considera como dos formas de una misma partícula: el nucleón.

El número de neutrones en un núcleo estable es constante, pero un neutrón libre, es decir, fuera del núcleo, se desintegra con una vida media de unos 879,4 segundos según el PDG 2019 (hay que notar que hay discrepancia entre dos técnicas distintas para determinar la vida media y se toma un promedio de varias medidas);,​ dando lugar a un protón, un electrón y un antineutrino electrónico. En un núcleo estable, por el contrario, el electrón emitido no tiene la energía suficiente para vencer la atracción coulombiana del núcleo y los neutrones no se desintegran. La fuente de neutrones de mayor intensidad disponible hoy día es el reactor nuclear. El neutrón tiene carga neutra.

Artículo principal: Fisión nuclear

El proceso fundamental que conduce a la producción de energía nuclear es la fisión de un núcleo de uranio originado por un neutrón: en la fisión el núcleo se escinde en dos partes y alrededor de tres neutrones por término medio (neutrones rápidos); los fragmentos resultantes de la escisión emiten, además, otros neutrones.

Los neutrones son fundamentales en las reacciones nucleares: una reacción en cadena se produce cuando un neutrón causa la fisión de un átomo fisible, produciéndose un mayor número de neutrones que causan a su vez otras fisiones. Según esta reacción se produzca de forma controlada o incontrolada, se tiene lo siguiente:

  • Reacción incontrolada: solo se produce cuando se tiene una cantidad suficiente de combustible nuclear -masa crítica-; fundamento de la bomba nuclear.
  • Reacción controlada: mediante el uso de un moderador en el reactor nuclear; fundamento del aprovechamiento de la energía nuclear.

Jimmy Neutrón, el protagonista de la película Jimmy Neutron, Boy Genius (2001) y de la serie Las aventuras de Jimmy Neutrón: El niño genio (2002-2006) ambas producidas por el canal Nickelodeon en conjunto con DNA Productions, tiene ese apellido en referencia a los neutrones. El símbolo en su camiseta es un átomo.

  1. . Archivado desde el 1 de febrero de 2014. Consultado el 2 de julio de 2011.
  2. Sotelo Huerta, A. (1998). Santiago Antúnez de Mayolo: Electricidad y Desarrollo. Multiservicios Continental. p. 241.
  3. . Consultado el 9 de febrero de 2014.

Neutrón
neutrón, partícula, subatómica, carga, neta, presente, núcleo, atómico, prácticamente, todos, átomos, idioma, vigilar, editar, para, otros, usos, este, término, véase, desambiguación, neutrón, partícula, subatómica, nucleón, carga, neta, presente, núcleo, atóm. Neutron particula subatomica sin carga neta presente en el nucleo atomico de practicamente todos los atomos Idioma Vigilar Editar Para otros usos de este termino vease Neutron desambiguacion El neutron es una particula subatomica un nucleon sin carga neta presente en el nucleo atomico de practicamente todos los atomos excepto el protio Aunque se dice que el neutron no tiene carga en realidad esta compuesto por tres particulas elementales cargadas llamadas quarks cuyas cargas sumadas son cero Por tanto el neutron es un barion neutro compuesto por dos quarks de tipo abajo y un quark de tipo arriba Neutron n n0 N0Estructura de quarks de un neutron Composicion2 quark abajo 1 quark arriba GrupoHadronInteraccionGravedad Debil Nuclear fuerteAntiparticulaAntineutronTeorizadaErnest Rutherford 1 1920 Santiago Antunez de Mayolo 1924 DescubiertaJames Chadwick 1 1932 Masa1 674 927 29 28 10 27 kg 939 565 560 81 MeV c2 1 008 664 915 6 6 umaVida media879 4 6 sCarga electrica0Dipolo electrico lt 2 9 10 26 e cmPolarizabilidad1 16 15 10 3 fm Momento magnetico 1 913148 mNPolarizabilidad magnetica3 7 20 10 4 fm Espin1 2Isospin 1 2Paridad 1CondensadoI JP 1 2 1 2 editar datos en Wikidata Fuera del nucleo atomico los neutrones son inestables teniendo una vida media de 14 7 minutos 879 4 0 6 s 2 cada neutron libre se descompone en un electron un antineutrino electronico y un proton Su masa es muy similar a la del proton aunque ligeramente mayor El neutron es necesario para la estabilidad de los nucleos atomicos a excepcion del isotopo hidrogeno 1 que contiene solo un proton En los nucleos con mas de un proton la fuerza de repulsion electrostatica entre estos tiende a desintegrarlos La presencia de un numero parecido de neutrones al de los protones aseguran estabilidad de tales nucleos ya que no tienen carga electrica pero proveen fuerzas atractivas adicionales a traves de su participacion en la fuerza fuerte Por eso la interaccion nuclear fuerte es responsable de mantener estables los nucleos atomicos Indice 1 Historia 2 Propiedades 3 Fision nuclear 4 En la cultura popular 5 Vease tambien 6 Referencias 7 Enlaces externosHistoria EditarFue predicho teoricamente en 1920 por Ernest Rutherford recibio el nombre de neutron de William Draper Harkins en 1921 y fue despues propuesto por Santiago Antunez de Mayolo en 1924 y en 1932 fue descubierto y documentado por James Chadwick Se localiza en el nucleo del atomo Antes de ser descubierto el neutron se creia que un nucleo de numero de masa A es decir de masa casi A veces la del proton y carga Z veces la del proton estaba formada por A protones y A Z electrones Pero existen varias razones por las que un nucleo no puede contener electrones Un electron solamente podria encerrarse en un espacio de las dimensiones de un nucleo atomico 10 12 cm si fuese atraido por el nucleo una fuerza electromagnetica muy fuerte e intensa sin embargo un campo electromagnetico tan potente no puede existir en el nucleo porque llevaria a la produccion espontanea de pares de electrones negativos y positivos positrones Por otra parte existe incompatibilidad entre los valores del espin de los nucleos encontrados experimentalmente y los que podrian deducirse de una teoria que los supusiera formados por electrones y protones en cambio los datos experimentales estan en perfecto acuerdo con las previsiones teoricas deducidas de la hipotesis de que el nucleo consta solo de neutrones y protones Ernest Rutherford propuso por primera vez la existencia del neutron en 1920 para tratar de explicar que los nucleos no se desintegrasen por la repulsion electromagnetica de los protones En el ano 1930 en Alemania Walther Bothe y H Becker descubrieron que si las particulas alfa del polonio dotadas de una gran energia caian sobre materiales livianos especificamente berilio boro o litio se producia una radiacion particularmente penetrante En un primer momento se penso que eran rayos gamma aunque estos eran mas penetrantes que todos los rayos gamma hasta ese entonces conocidos y los detalles de los resultados experimentales eran dificiles de interpretar sobre estas bases En 1924 el fisico Louis de Broglie presento la existencia de un elemento neutro en la Academia de Ciencias de Paris 3 Ese mismo ano el fisico peruano Santiago Antunez de Mayolo durante el III Congreso Cientifico Panamericano presenta la ponencia Hipotesis sobre la constitucion de la materia en la que predijo la existencia de un elemento neutro dentro del atomo 4 Cabe resaltar al respecto que en la actualidad en ninguna obra especializada sobre el neutron se menciona la prediccion de Antunez de Mayolo ni siquiera en Historia del Neutron de Donald J Hughes 5 En 1930 Viktor Ambartsumian y Dmitri Ivanenko en la URSS encontraron que contrariamente a la opinion dominante de la epoca el nucleo no puede consistir en protones y electrones Se comprobo que algunas particulas neutras deben estar presentes ademas de los protones En 1932 en Paris Irene Joliot Curie y Frederic Joliot mostraron que esta radiacion desconocida al golpear parafina u otros compuestos que contenian hidrogeno producia protones a una alta energia Eso no era inconsistente con la suposicion de que eran rayos gamma de la radiacion pero un detallado analisis cuantitativo de los datos hizo dificil conciliar la ya mencionada hipotesis Finalmente a finales de 1932 el fisico ingles James Chadwick en Inglaterra realizo una serie de experimentos de los que obtuvo unos resultados que no concordaban con los que predecian las formulas fisicas la energia producida por la radiacion era muy superior y en los choques no se conservaba el momento Para explicar tales resultados era necesario optar por una de las siguientes hipotesis o bien se aceptaba la no conservacion del momento en las colisiones o se afirmaba la naturaleza corpuscular de la radiacion Como la primera hipotesis contradecia las leyes de la Fisica se prefirio la segunda Con esta los resultados obtenidos quedaban explicados pero era necesario aceptar que las particulas que formaban la radiacion no tenian carga electrica Tales particulas tenian una masa muy semejante a la del proton pero sin carga electrica por lo que se penso que eran el resultado de la union de un proton y un electron formando una especie de dipolo electrico Posteriores experimentos descartaron la idea del dipolo y se conocio la naturaleza de los neutrones Propiedades EditarEl neutron es una particula electricamente neutra de masa 1838 5 veces mayor que la del electron y 1 00137 veces la del proton juntamente con los protones los neutrones son los constitutivos fundamentales del nucleo atomico y se les considera como dos formas de una misma particula el nucleon El numero de neutrones en un nucleo estable es constante pero un neutron libre es decir fuera del nucleo se desintegra con una vida media de unos 879 4 segundos segun el PDG 2019 hay que notar que hay discrepancia entre dos tecnicas distintas para determinar la vida media y se toma un promedio de varias medidas 6 dando lugar a un proton un electron y un antineutrino electronico En un nucleo estable por el contrario el electron emitido no tiene la energia suficiente para vencer la atraccion coulombiana del nucleo y los neutrones no se desintegran La fuente de neutrones de mayor intensidad disponible hoy dia es el reactor nuclear El neutron tiene carga neutra Fision nuclear EditarArticulo principal Fision nuclear El proceso fundamental que conduce a la produccion de energia nuclear es la fision de un nucleo de uranio originado por un neutron en la fision el nucleo se escinde en dos partes y alrededor de tres neutrones por termino medio neutrones rapidos los fragmentos resultantes de la escision emiten ademas otros neutrones Los neutrones son fundamentales en las reacciones nucleares una reaccion en cadena se produce cuando un neutron causa la fision de un atomo fisible produciendose un mayor numero de neutrones que causan a su vez otras fisiones Segun esta reaccion se produzca de forma controlada o incontrolada se tiene lo siguiente Reaccion incontrolada solo se produce cuando se tiene una cantidad suficiente de combustible nuclear masa critica fundamento de la bomba nuclear Reaccion controlada mediante el uso de un moderador en el reactor nuclear fundamento del aprovechamiento de la energia nuclear En la cultura popular EditarJimmy Neutron el protagonista de la pelicula Jimmy Neutron Boy Genius 2001 y de la serie Las aventuras de Jimmy Neutron El nino genio 2002 2006 ambas producidas por el canal Nickelodeon en conjunto con DNA Productions tiene ese apellido en referencia a los neutrones El simbolo en su camiseta es un atomo Vease tambien EditarFisica nuclear Dispersion inelastica de neutrones Emision beta Fisica de particulas Interaccion nuclear debil Interaccion nuclear fuerte ModeradorReferencias Editar a b 1935 Nobel Prize in Physics 1 1924 Descubrimiento del neutron ciberdocencia Consultado el 2 de julio de 2011 Archivado desde el original el 1 de febrero de 2014 Consultado el 2 de julio de 2011 Sotelo Huerta A 1998 Santiago Antunez de Mayolo Electricidad y Desarrollo Multiservicios Continental p 241 Santiago Antunez de Mayolo precursor peruano de la Fisica Moderna Consultado el 9 de febrero de 2014 2 Enlaces externos Editar Wikimedia Commons alberga una categoria multimedia sobre Neutron Wikcionario tiene definiciones y otra informacion sobre neutron Wikiquote alberga frases celebres de o sobre Neutron Informacion del Neutron en fisica cab enlace roto disponible en Internet Archive vease el historial la primera version y la ultima Datos Q2348 Multimedia Neutrons Citas celebres NeutronObtenido de https es wikipedia org w index php title Neutron amp oldid 136193452, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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