Я понял, что все сделано из атомов .
Атом - это самая маленькая составная единица обычной материи, которая обладает свойствами химического элемента. Каждое твердое тело, жидкость, газ и плазма состоят из нейтральных или ионизированных атомов
Однако с нейтронными звездами ;
базовые модели для этих объектов предполагают, что нейтронные звезды почти полностью состоят из нейтронов, которые являются субатомными частицами
Означает ли это, что нейтроны могут существовать вне атома, и что нейтронная звезда не состоит из элемента, который можно узнать в периодической таблице?
neutron-star
Джеймс Вуд
источник
источник
Ответы:
Да, нейтроны могут существовать вне атома (или ядра). В свободном пространстве нейтрон будет бета-распадаться на протон, а электрон и антинейтрино - в течение 10 минут. Однако в плотных недрах нейтронной звезды электроны образуют вырожденный газ со всеми возможными энергетическими уровнями, заполненными до уровня, называемого энергией Ферми .
Как только энергия Ферми электронов превышает максимальную энергию любого возможного электрона бета-распада, бета-распад блокируется, и свободные нейтроны становятся стабильными. Это то, что происходит внутри нейтронной звезды, и в итоге вы получаете в основном нейтроны с небольшой долей, возможно, несколько процентов электронов и протонов.
Во внешних частях нейтронной звезды протоны и нейтроны могут все еще образовывать ядра (но не атомы), но эти ядра чрезвычайно богаты нейтронами (они обычно не существуют в природе) и стабилизируются только от бета-распада процесс, который я описал выше. Сама внешняя оболочка может состоять из полностью ионизованных ядер пиковых железных элементов и может иметь ультратонкий (несколько см) слой распознаваемого ионизированного водорода, гелия и углерода (например, Wynn & Heinke 2009 ).
При еще более высокой плотности паста растворяется в супе, состоящем в основном из нейтронов с примерно 1 процентом протонов и электронов.
Диаграмма ниже (из Watanabe et al. 2012 ) показывает, как эти слои расположены. Следует подчеркнуть, что это основано на теоретическом моделировании, когда теория становится менее уверенной по мере продвижения в нейтронную звезду. Проверка этих идей включает в себя ядерные эксперименты и эксперименты с частицами, наблюдения пульсаров, охлаждения нейтронных звезд, рентгеновских вспышек, оценки массы и радиуса в двойных системах, сбои пульсаров и т. Д. И т. Д. Ни одна из деталей2 М⊙
источник
Более исторический / лингвистический, чем физический ответ:
Демокрит предположил, что материя не может быть разделена бесконечно, но в какой-то момент человек достигнет наименьшего возможного фрагмента, который он назвал атомосом , для «неразрезанного». Насколько мы знаем, он был совершенно прав.
До 1930 года или около того мы, современные люди, ошибочно применяли его слово «атом» к тому, что мы тогда видели как наименьший кусок химического элемента, который сохранил свои свойства, потому что никто никогда не подразделял его, и химические процессы вели себя так, как будто они были маленькими. неделимые частицы.
После того, как этот «атом» раскололся, мы застряли на слове. То, что Демокрит сегодня назвал «атомом», мы бы назвали «кварком или лептоном», вещи, которые мы считаем фундаментальными и не разделяемыми. Но и в этом мы можем ошибаться, если будущие физики разделят эти вещи.
Все обычные вещи в нашей жизни - вы, я, Земля, ваш дом, ваша еда и т. Д. - сделаны из «атомов» в смысле 1920 года, взаимодействуя химически, электрически и гравитационно. Даже Солнце состоит из атомов, хотя в этом случае они не совсем неразделимы, потому что они сливаются и превращаются в разные виды.
Некоторые редкие и экзотические вещи во Вселенной не состоят из атомов в смысле 1920 года, как нейтронные звезды. Хотя они сделаны из маленьких неделимых кварков и лептонов; атомы в смысле Демокрита.
источник