Unterschied zwischen Neutronen und Neutrinos

Hauptunterschied - Neuronen vs. Neutrinos

Neutronen und Neutrinos sind zwei verschiedene Arten von Teilchen. Das Hauptunterschied zwischen Neutronen und Neutrinos ist das Neutronen bestehen aus Quarks, wohingegen Neutrinos sind eine Art von grundlegende Teilchen die nicht aus anderen Partikeln bestehen.

Was ist ein Neutron?

Bereits in den frühen 1930er Jahren hatten Physiker Protonen und Elektronen entdeckt. Sie hatten gewusst, dass sich Protonen in den Atomkernen befinden. Sie erkannten jedoch, dass die Masse des Kerns nicht mit der Ladung des Kerns übereinstimmte. Um diese Diskrepanz zu erklären, glaubten die meisten Wissenschaftler damals, dass einige der Protonen im Kern mit „Kernelektronen“ gepaart sind. Sie erwarteten, dass sich diese Elektronen im Kern befinden würden. Auf diese Weise tragen diese "paarigen" Protonen zwar zur Masse des Kerns bei, können jedoch nicht zur Ladung beitragen, da ihre positive Ladung durch die negativen Ladungen der Elektronen effektiv "aufgehoben" wird. Während der Beta-Minus-Strahlung scheinen Elektronen aus dem Kern herauszukommen, und diese Beobachtung scheint auch die Hypothese zu stützen, dass sich Elektronen innerhalb des Kerns eines Atoms befinden.

Bei dieser Erklärung gab es jedoch ein Problem: Die Elektronen, die aus dem Kern herauskamen, hatten nicht so viel Energie, wie das Modell vorhergesagt hatte. In einem Experiment, in dem einige leichte Kerne mit Alphateilchen beschossen wurden, wurde entdeckt, dass der Kern einige Teilchen bestrahlte, die bessere Durchdringungsfähigkeiten aufwiesen als Protonen. James Chadwick entdeckte, dass diese bestrahlten Teilchen neutral waren, und beschloss, sie "Neutronen" zu nennen..

Sir James Chadwick

Heute wissen wir, dass Neutronen neben Protonen den Kern des Atoms bilden. Sie sind etwas schwerer als Protonen und tragen keine Ladung. Wir wissen auch, dass sie sich bestehen aus Quarks, drei Wertigkeit Quarks (ein "aufwärts" Quark und zwei "abwärts" Quarks) und ein "Meer" von anderen Quarks, die ständig in und aus der Existenz kommen. Da sie aus Quarks bestehen, werden sie im Standardmodell der Teilchenphysik als "Hadronen" klassifiziert..

Was ist ein Neutrino?

Wissenschaftler, die die Beta-Minus-Strahlung untersuchten, wussten, dass der Kern während der Beta-Minus-Emission ein Elektron emittiert. Es wurde jedoch herausgefunden, dass das emittierte Elektron während einer beliebigen Art von Kollision einen Energiebereich haben kann. Nach den Gesetzen der Energieerhaltung und des Impulses konnte das emittierte Elektron jedoch nur besetzen ein besondere Energie, wenn nur zwei Teilchen (das Nukleon und das emittierte Elektron) beteiligt waren. Es stellt sich heraus, dass tatsächlich ein zusätzliches Teilchen freigesetzt wird, das sowohl Energie als auch Impuls des Systems speichert.

Die bestimmte Art von Teilchen, die aus dem Kern emittiert werden, wird als a bezeichnet Neutrino (In der Tat während der Beta minus Emission ein Antineutrino wird ausgegeben, was das ist Antiteilchen eines Neutrinos). Neutrinos haben keine Ladung und sie haben eine extrem kleine Masse (der Nobelpreis für Physik 2015 wurde Arthur B. McDonald und Takaaki Kajita für den Nachweis verliehen, dass Neutrinos tatsächlich Masse haben). Neutrinos interagieren kaum mit Materie, weil sie neutral und sehr leicht sind. Tatsächlich durchlaufen pro Sekunde ungefähr eine Billion Neutrinos Ihren Körper, ohne dass Sie davon überhaupt etwas wissen!

Der kanadische Physiker Arthur McDonald (oben gezeigt) gewann zusammen mit dem japanischen Physiker Takaaki Kajita (nicht gezeigt) den Nobelpreis für Physik 2015 für den Nachweis, dass Neutrinos Masse haben.

Im Standardmodell werden Neutrinos als eine Art Grundteilchen klassifiziert: Sie sind einer der Grundbestandteile der Materie und bestehen aus nichts anderem. Sie werden als klassifiziert Leptonen und es gibt drei verschiedene Varianten: Elektron-Neutrinos, Myon-Neutrinos und Tau-Neutrinos. Sie haben die Fähigkeit, sich von einer dieser Sorten in eine andere zu verwandeln. Neutrinos werden in der Sonne durch Kernfusion erzeugt. Neutrinos werden auch in der Erdatmosphäre produziert, wenn kosmische Strahlung auf Atome trifft, die die Erdatmosphäre bilden. Wenn massive Sterne zusammenbrechen und als Supernova explodieren, werden Neutrinos in großer Zahl freigesetzt.

Was ist der Unterschied zwischen Neutron und Neutrino?

Klassifizierung von Partikeln

Neutronen sind gemacht aus Quarks, Daher werden sie als Hadronen klassifiziert.

Neutrinos sind grundlegende Teilchen und bestehen aus nichts anderem. Sie sind Leptonen.

Masse

Neutronen eine Masse von etwa 1,7 × 10 haben^-27 kg.

Neutrinos sind extrem leicht und haben eine Masse von etwa 10^-37 kg.

Wechselwirkungen

Neutronen interagieren nicht so viel mit der Materie wie Protonen, weil sie nicht geladen sind. Da sie jedoch massiv sind, können sie ziemlich oft mit Materie interagieren. Außerhalb des Kerns haben sie eine mittlere Lebensdauer von etwa 880 Sekunden.

Neutrinos sind nicht belastet und Sie sind nicht sehr massiv, so dass sie sehr selten mit anderen Materialien interagieren. Man nimmt an, dass sie stabile Teilchen sind.

Bild mit freundlicher Genehmigung

"James Chadwick" vom Los Alamos National Laboratory (öffentliches Los Alamos Laboratory) [Public Domain], über Wikimedia Commons

"Arthur B. McDonald in 2008" von Boardhead (Eigene Arbeit) [Public Domain], über Wikimedia Commons