Verschil tussen neutronen en neutrino's

Belangrijkste verschil - Neuronen versus Neutrino's

Neutronen en neutrino's zijn twee verschillende soorten deeltjes. De grootste verschil tussen neutronen en neutrino's is dat neutronen zijn gemaakt van quarks, terwijl neutrino's zijn een type fundamentele deeltjes die niet zijn gemaakt van andere deeltjes.

Wat is een neutron

Aan het begin van de jaren dertig hadden natuurkundigen al protonen en elektronen ontdekt. Ze hadden geweten dat protonen zich in de atoomkernen bevinden. Ze beseften echter dat de massa van de kern niet overeenkwam met de hoeveelheid lading die de kern had. Om deze discrepantie te verklaren, geloofden de meeste wetenschappers destijds dat sommige van de protonen in de kern gepaard zijn gegaan met "nucleaire elektronen". Ze verwachtten dat deze elektronen zich in de kern bevonden. Op deze manier zouden deze "gepaarde" protonen nog steeds bijdragen aan de massa van de kern, maar ze zouden niet in staat zijn om bij te dragen aan de lading, omdat hun positieve lading effectief wordt "opgeheven" door de negatieve ladingen van de elektronen. Tijdens beta-minusstraling lijken elektronen uit de kern te komen, en deze observatie leek ook de hypothese te ondersteunen dat er zich elektronen in de kern van een atoom bevinden.

Er was echter een probleem met deze verklaring: de elektronen die uit de kern kwamen hadden niet zoveel energie als het model had voorspeld. Ondertussen, in een experiment waarbij sommige lichte kernen werden gebombardeerd met alfadeeltjes, werd ontdekt dat de kern sommige deeltjes bestraalde die een betere penetratievermogen vertoonden dan protonen. James Chadwick ontdekte dat deze uitgestraalde deeltjes neutraal waren en besloot ze "neutronen" te noemen.

Sir James Chadwick

Vandaag weten we dat neutronen samen met protonen de kern van het atoom vormen. Ze zijn iets zwaarder dan protonen en ze dragen geen lading. We weten ook dat zij zich zijn gemaakt van quarks, drie valentie quarks (een 'up'-quark en twee' down'-quarks) en een 'zee' van andere quarks die voortdurend in en uit poppen. Omdat ze zijn gemaakt van quarks, in het standaardmodel van deeltjesfysica, worden ze geclassificeerd als "hadronen".

Wat is een Neutrino

Wetenschappers die de beta-minusstraling onderzoeken, wisten dat tijdens bèta-minusemissie de kern een elektron uitzendt. Er werd echter gevonden dat het geëmitteerde elektron een reeks energieën zou kunnen hebben tijdens een bepaald type botsing. Echter, volgens de wetten van behoud van energie en momentum, kon het geëmitteerde elektron alleen bezetten een bepaalde energie als slechts twee deeltjes (de nucleon en het uitgezonden elektron) betrokken waren. Het blijkt dat er in feite een extra deeltje is dat wordt vrijgegeven, dat zowel energie als momentum van het systeem bewaart.

Het specifieke type deeltje dat uit de kern wordt uitgestoten, wordt a genoemd neutrino (In feite, tijdens de beta-minusemissie een antineutrino wordt uitgegeven, wat het is antideeltje van een neutrino). Neutrino's hebben geen kosten en ze hebben een extreem kleine massa (de Nobelprijs voor fysica voor 2015 werd toegekend aan Arthur B. McDonald en Takaaki Kajita voor het tonen dat neutrino's inderdaad massa hebben). Neutrino's hebben bijna nooit interactie met materie omdat ze neutraal en heel licht zijn. Eigenlijk gaan ongeveer een biljoen neutrino's elke seconde door je lichaam zonder dat je er zelfs maar van afwist!

De Canadese natuurkundige Arthur McDonald (hierboven afgebeeld) won samen met de Japanse fysicus Takaaki Kajita (niet getoond) de Nobelprijs voor Natuurkunde 2015 voor het aantonen dat neutrino's massa hebben.

In het standaardmodel worden neutrino's geclassificeerd als een type fundamenteel deeltje: ze zijn een van de basisbestanddelen van de materie en ze zijn niet gemaakt van iets anders zelf. Ze zijn geclassificeerd als leptonen en ze komen in drie verschillende soorten: elektron-neutrino's, muon-neutrino's en tau-neutrino's. Ze hebben het vermogen om zichzelf te transformeren van een van deze variëteiten naar de andere. Neutrino's worden in de zon geproduceerd als gevolg van kernfusie die plaatsvindt. Neutrino's worden ook geproduceerd in de atmosfeer van de aarde wanneer kosmische stralen atomen treffen die de atmosfeer van de aarde vormen. Wanneer massieve sterren instorten en exploderen als supernova, komen grote aantallen neutrino's vrij.

Wat is het verschil tussen Neutron en Neutrino

Classificatie van deeltjes

neutronen zijn gemaakt van quarks, daarom zijn ze geclassificeerd als hadronen.

neutrino's zijn fundamentele deeltjes en zijn niet van iets anders gemaakt. Zij zijn leptonen.

Massa

neutronen heb een massa van ongeveer 1,7x10^-27 kg.

neutrino's zijn extreem licht en hebben een massa van ongeveer 10^-37 kg.

interacties

neutronen maak niet zoveel interactie met de materie als protonen doen, omdat ze niet worden opgeladen. Omdat ze echter enorm zijn, kunnen ze vrij vaak met de materie omgaan. Buiten de kern hebben ze een gemiddelde levensduur van ongeveer 880 seconden.

neutrino's zijn ongeladen en ze zijn niet erg massief, dus ze communiceren zeer zelden met andere materie. Men denkt dat het stabiele deeltjes zijn.

Afbeelding Met dank

"James Chadwick" door Los Alamos National Laboratory (Los Alamos National Laboratory) [Public Domain], via Wikimedia Commons

"Arthur B. McDonald in 2008" door Boardhead (eigen werk) [Public Domain], via Wikimedia Commons