Ziehen sich Neutronen gegenseitig an?
Wechselwirken Neutronen über die starke Wechselwirkung so, dass sie sich anziehen? Falls ja: Warum finden wir dann keine reinen Neutronenklumpen in der Natur vor, sondern nur gemischte Protonen-/Neutronenklumpen in Form von Atomkernen?
10 Antworten
ja, sie ziehen sich durch die starke wechselwirkung an, kerne nur aus neutronen gibt es aber dennoch nicht.
warum das so ist kann man z.B. schon in der semi-empirsichen bethe-weizsäcker-formel (siehe z.B. wikipedia) sehen. darin gibt es einen symmetrieterm, der die bindungsenergie verriingert und proportional zu (N-Z)² ist. daher haben zumindest leichte stabile atomkerne immer ungefähr gleich viele neutronen wie protonen (für schwerere kerne biegt die kurve dann zugunsten von mehr neutronen ab).
woher kommt es also, dass es energetisch ungünstiger ist (=weniger bindungsenergie) zu viele neutronen gegenüber den protonen im kern zu haben, obwohl sich beide unter der starken wechselwirkung gleich verhalten und bei den protonen sogar noch die elektrische abstoßung auswirkt? der grund liegt darin, dass neutronen (und protonen) fermionen sind und damit dem pauli-verbot unterliegen. d.h. in jedem energiezustand können nur maximal zwei (wegen zwei spineinstellungen) neutronen sein, und zwei protonen (weil protonen und neutronen unterschiedliche teilchen sind). wenn ich die energiezustände jetzt nur mit neutronen auffülle, dann komme ich sehr schnell zu hohen enerigen, d.h. diese neutronen sind kaum gebunden und der kern kann durch einen beta-zerfall in einen energetisch günstigeren zustand übergehen. denn das dabei enstehende proton kann ja einen niedrigen energiezustand einnehmen. am besten ist es daher, immer etwa gleich viele protonen wie neutronen zu haben.
ansonsten kann ich dir noch den bergriff dineutron zum googlen geben. das wäre ein bindungszustand aus zwei neutronen (wenn es ihn gäbe). es funktioniert deshalb nicht, weil damit beide neutronen im energetisch niedrigsten zustand sein können, müssen sie entgegegesetzten spin haben. es ist aber energetisch günstiger, wenn sie parallelen spin haben (so haben zum beispiel auch neutron und proton in einem deuteriumkern parallelen spin). so oder so, es ergibt sich kein bindungszustand.
Schöne und anschauliche Antwort. Deswegen meine Empfehlung an den Fragensteller: Bitte orientiere Dich hieran. Die anderen Antworten sind größtenteils zu knapp oder fehlerhaft!
nein, die sind ja neutral, also gar nicht, geladen
Elektronen + ( wie eine seite vom Magneten)
Protonen - (andere seite)
Neutronen gar nix
Die Frage bezog sich nicht auf die elektromagnetische, sondern auf die starke Wechselwirkung.
Nein. Sie unterliegen nur der Gravitation (so weit ich weiss).
garantiert nicht. Was sollte sie dann daran hindern einfach aus dem atomkern zu entwischen? Die sind so leicht, dass die gravitative anziehung zwischen ihnen kaum der rede wert ist.
Wenn sie ganz nahe beieinander sind wirken glaub ich die Kernkräfte, aber ich hab keine Ahnung^^
Ja, Neutronen ziehen sich per starker Wechselwirkung an. Diese wirkt aber nur, wenn sich die Neutronen schon quasi berühren. Ein Neutronenklumpen wird also von der starken Wechselwirkung zusammengehalten, aber nicht zusammengeführt.
Entsprechend gibts auch Neutronenklumpen. Kleine Neutronenklumpen sind aber nicht stabil und zerfallen radioaktiv, dabei werden aus den Neutronen Protonen und "herkömmliche" Elemente entstehen. Grosse Neutronenhaufen aus toten Sternen gibts tatsächlich, die nennen sich dann überraschenderweise Neutronensterne und die haben ein paar ganz erstaunliche Qualitäten. Erstens mal sind sie x mal dichter als herkömmliche Materie (weil sie quasi nur aus Atomkern bestehen und nicht noch eine Elektronenhülle haben, die zwar viel Volumen aber keine Masse bringt), deswegen sieht man auch deutlich mehr als die Hälfte von ihnen (Relativität und so), und wenn sie gross genug sind sinds schwarze Löcher. Dann gibts noch Magnetare und Pulsare....
Viele Stichwörter für dich, unter denen du im Internet suchen kannst. Alpha Centauri auf Youtube ist immer gut.
In Neutronensternen werden die Elektronen in den Atomkern gepresst und mit den Protonen umgewandelt zu Neutronen und nicht anders herum. Außerdem sind Protonen stabil und zerfallen nicht einfach so. Ihre Halbwertszeit ist im Bereich 10^32 Jahre.
Klingt plausibel - überraschend finde ich daran, dass die Gravitation auf Neutronensternen nicht nur in der Lage ist, die Neutronen zusammenzupferchen, sondern sogar deren radioaktiven Zerfall in Protonen zu unterdrücken. So ein radioaktiver Zerfall eines Teilchens lässt sich ja sonst durch keine äußeren Einflüsse beschleunigen oder abbremsen.