El documento describe las propiedades del neutrón, incluyendo que es una partícula subatómica sin carga compuesta de quarks. Explica que James Chadwick descubrió el neutrón en 1932 mediante experimentos de dispersión que calcularon su masa. También detalla el experimento clave de Chadwick donde bombardeó berilio con partículas alfa y detectó una radiación de alta energía que resultó ser neutrones.

1. Neutron
Edgar Eduardo De La Ree Rodriguez
universidad de la sierra
ingeniería 3-1
Propiedades de los materiales

2. ¿Que es el neutron ?
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
fundamentales 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.
Fuera del núcleo atómico, los neutrones son inestables, teniendo una vida media de 15 minutos (885,7 ± 0,8 s);2 cada neutrón
libre se descompone en un electrón, un antineutrino y un protón. Su masa es muy similar a la del protón, aunque ligeramente
mayor.
El neutrón es necesario para la estabilidad de casi todos los núcleos atómicos, a excepción del isótopo hidrógeno-1.
Lainteracción nuclear fuerte es responsable de mantenerlos estables en los núcleos atómicos.

3. Descubrimiento del neutron
Es notable que el neutrón no fuera descubierto hasta 1932, cuando James Chadwick utilizó datos de dispersión para
calcular la masa de esta partícula neutra. Desde los tiempos de Rutherford se sabía que en la mayoría de los átomos,
el número de masa atómica A de los núcleos, es un poco más del doble del número atómico Z, y que esencialmente
toda la masa del átomo se concentraba en un relativamente pequeño núcleo. A partir del año 1930 se suponía que
las partículas fundamentales eran protones y electrones, pero se requería que de alguna manera, un determinado
número de electrones estuvieran ligados al núcleo para cancelar parcialmente la carga de los A protones. Pero por
entonces se sabía que por el principio de incertidumbre y por los cálculos del confinamiento del tipo de "partícula-
en-una-caja", simplemente no había suficiente energía disponible para contener los electrones en el núcleo.

4. James Chadwick
Manchester, 1891 - Cambridge, 1974) Físico inglés, premio Nobel de Física en 1935 por el descubrimiento del neutrón. Estudió bajo la
tutela de Rutherford en la Universidad de Manchester, donde se licenció en 1911. Viajó a Berlín para ampliar su formación, esta vez bajo
la dirección de Geiger. Sus investigaciones se vieron paralizadas a causa de la Primera Guerra Mundial.
En 1919, Chadwick volvió a Cambridge y prosiguió su colaboración con Rutherford, quien había descubierto en 1917 la desintegración
atómica artificial al estudiar el átomo de nitrógeno y continuaba trabajando con otros elementos ligeros. Rutherford había teorizado sobre
la existencia de nuevos núcleos atómicos, formados en su concepción por protones y electrones.
En 1932, durante el estudio de una radiación detectada por W. Bothe (1891-1957), logró identificar sus componentes como partículas con
una masa equivalente a la del protón, pero carentes de carga, descubriendo así la existencia de los neutrones, componentes del núcleo
atómico junto con los protones, y que harían posible el descubrimiento de la fisión atómica. Chadwick dio a conocer sus trabajos en la
revista Nature; sin embargo, no se ocupó de la función del neutrón en el núcleo atómico, trabajos de los que se hizo cargo, casi de forma
inmediata, el físico alemán Werner Heisenberg, y que supusieron el comienzo de la física cuántica.

5. El experimento del neutron
El modelo de Rutherford de la estructura atómica dejaba un importante problema sin resolver. Se
sabía que el hidrógeno, el átomo más sencillo, contenía solamente un protón, y que el átomo de helio
contenía dos protones. Por tanto, la relación entre la masa de un átomo de helio y un átomo de
hidrógeno debería ser 2:1. (Debido a que los electrones son mucho más ligeros que los protones, se
puede ignorar su contribución a la masa atómica.) Sin embargo, en realidad la relación es 4:1.
Rutherford y otros investigadores habían propuesto que debería existir otro tipo de partícula
subatómica en el núcleo, hecho que el físico inglés James Chadwick probó en 1932.
Cuando Chadwick bombardeó una delgada lámina de berilio con partículas alfa, el metal emitió una
radiación de muy alta energía, similar a los rayos Gamma.

6. Experimentos posteriores demostraron que esos rayos realmente constan de un tercer tipo de
partículas subatómicas, que Chadwick llamó neutrones debido a que se demostró que eran partículas
eléctricamente neutras con una masa ligeramente mayor que la masa de los protones. El misterio de
la relación de las masas ahora podía explicarse. En el núcleo de helio existen dos protones y dos
neutrones, mientras que en el núcleo de hidrógeno hay sólo un protón y no hay neutrones; por tanto,
la relación es 4:1.