ما هي النيوترونات ؟ تعريف النيوترون

النيوترون هو جزيء دون ذري يوجد في جميع الذرات، عدا نواة ذرة الهيدروجين. يأتي اسمه من حقيقة أنه لا يحمل شحنة كهربائية، فهو متعادل الشحنة الكهربية. تكون النيوترونات شديدة الكثافة، فإذا عزلنا نيترونًا واحدًا، سيصل حجمه إلى 1.675×10-27 كيلوجرام، وإذا ملأنا ملعقة صغيرة من النيوترونات المكدسة بإحكام، فستنتج قطعة من مادة تزن ملايين الكيلوجرامات. يسمى العدد الذري للعنصر حسب عدد البروتونات في الذرة، فيعطي كل رقم هوية مميزة للعنصر. في ذرات أي عنصر -الكربون على سبيل المثال- يكون عدد البروتونات ثابتًا، أما عدد النيوترونات فيتغير، وتسمى ذرة العنصر المعطي الذي يمتلك عددًا معينًا من النيوترونات في النواة بالنظير.

ويشار إلى ذرة العنصر النظير عن طريق كتابة اسمه متبوعًا بمجموع النيوترونات والبروتونات الموجودة في نواته. نواة ذرة الكربون دائمًا ما تكون متبوعة بستة بروتونات وستة نيترونات في الغالب، ولكن بعض ذرات الكربون تمتلك 8 نيوترونات، ومع ذلك فإن الكربون-12 هو النظير الأكثر شيوعًا للكربون، كما يوجد الكربون-14 ولكنه أقل شيوعًا.



ليس من الضروري أن تقتصر النيوترونات على نوى الذرات ، إذ يمكن أن توجد بمفردها.

عندما تتواجد النيوترونات خارج نواة الذرة تكتسب خصائص مذهلة وعجيبة، وقد تكون خطيرة أيضًا. عند تحركها بسرعات عالية، تنتج إشعاعات مميتة، ما يسمى قنبلة نيوترونية، والمعروفة بقدرتها على قتل البشر والحيوانات. في حين أن لها تأثيرًا ضئيلًا على الهياكل المادية غير الحية، والتي تنتج نيوترونات سريعة الحركة. إن دمج الكثافة العالية لهذه الجزيئات مع سرعتها العالية يعطيها طاقة هائلة تكفي لتغيير أو حتى كسر نواة الذرة التي تصطدم بها.



عندما ينفجر نجم كبير قاذفًا قشرته الخارجية في مشهد عظيم يسمى بالسوبرنوفا، ما يتبقى من الانفجار يكون ذا كثافة عالية جدًا وينهار في جاذبيته الخاصة، وعندما تكتسب هذه البقايا النجمية كثافة حرجة معينة (critical point)، تصبح جميع الجزيئات دون الذرية تقريبًا نيوترونات. ويكون الناتج هو نجم نيوتروني قد يكون قطره أصغر من قطر الأرض، لكنه يمتلك كتلة أكبر من كتلة الشمس بمئات المرات.

ويمكن أن تدور النجوم النيوترونية بسرعة عالية، منتجة إشعاعات كهرومغناطيسية يمكن سماعها كنبضات دورية في التلسكوبات الراديوية. تعرف هذه الأجرام السماوية بالنجوم النابضة. إذا كان النجم النيوتروني كثيفًا بدرجة كافية، فإنه ينهار مكونا ثقبًا أسود تكون جاذبيته شديدة لدرجة أنه لا يمكن لأي شيء الهروب منها، ولا حتى الفوتونات.