中子星是由哪个原子组成的?


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我知道一切都是由原子构成的

原子是具有化学元素性质的普通物质的最小组成单元。每个固体,液体,气体和等离子体均由中性或电离原子组成

但是中子星 ;

这些物体的基本模型暗示中子星几乎完全由中子组成,中子是亚原子粒子

这是否意味着中子可以存在于原子之外,并且中子星不包含元素周期表中可识别的元素?


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并非所有事物都是由原子构成的。这里的关键是中子星不是由第一个定义中提到的“普通物质”构成的。这是一种非常不同的“特殊”物质,主要由中子组成,里面装有许多其他东西。是的,中子可以存在于原子之外;它可以是原子。如果他们自由,他们就会不稳定;它们在中子星中是稳定的。中子星不是由任何属于“普通物质”范畴的“元素”构成的,而是不是。这是另一种东西。
弗洛林·安德烈

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@ florin-andrei具有单个质子的“ 100%减去一个中子”中子星会是氢的同位素吗?
菲利普·古勒

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“一切都由原子构成”的概念有点儿骗人(en.wikipedia.org/wiki/Lie-to-children)。每个熟悉的“事物”都是由原子构成的,但是我们可以命名不是由原子构成的各种“事物”和“事物”。就算了 在回旋加速器内部旋转的东西是什么原子?你的云室跟踪显示的东西?
Beanluc

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@PhilippeGoulet-仅当您将氢原子的定义过度扩展到毫无意义的程度时。原子和中子星彼此非常不同。原子本质上是量子物体,在它们周围具有电子云,并且主要通过电磁相互作用。中子星是宏观物体,没有电子云,主要通过重力相互作用。适用于一个规则的规则几乎都不能适用于另一个规则。
弗洛林·安德烈

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@Beanluc-我以前使用过“对孩子撒谎”的概念,但是我讨厌这个短语。我们本质上是生活在一个分形的宇宙中,因为当您深入到更深层次的细节时,任何描述它的解释在某个水平上都是完全“错误的”。尚有待证明的是,最终细节尚有待解决,那么,为什么暗示更低的级别会更好呢?那意味着我们也许都是“孩子”,而一切都是“谎言”。也许是对的,但太令人沮丧了。
TED

Answers:


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是的,中子可以存在于原子(或原子核)之外。在自由空间中,中子将在10分钟的时间内将β分解为质子,电子和反中微子。但是,在中子星密集的内部,电子形成了简并的气体,所有可能的能级都被填充为费米能

一旦电子的费米能超过任何可能的β衰变电子的最大能量,那么β衰变就会被阻止,自由中子变得稳定。这就是在中子星内部发生的事情,最终您会得到大多数中子,这些中子只有一小部分,可能只有几个电子和质子。

在中子星的外部,质子和中子仍然可以将自己排列成原子核(但不是原子),但是这些原子核非常富含中子(它们在自然界中通常不存在),并且仅能抵抗β衰变而稳定。我上面描述的过程。最外层的外壳可能包含完全电离的铁峰元素核,并且可能存在一层可识别的电离氢,氦和碳的超薄层(几厘米)(例如Wynn&Heinke 2009)。

3×10163

在更高的密度下,面食会溶解成质子和电子约占1%的大多数中子汤。

下图(摘自Watanabe et al。2012)大致显示了这些层的排列方式。应该强调的是,这是基于理论建模的,随着理论的发展,您进入中子星的距离越来越小。测试这些想法的过程包括核实验和粒子实验,对脉冲星的观测,对中子星冷却,X射线爆发,双星系统中的质量和半径估计,脉冲星故障等。无详细信息2M

中子星结构


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@NickEdwards我当然不是。退化的中子不能阻止β衰变电子的产生!
罗布·杰弗里斯

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信封的成分是什么?中子不丰富的核?
马克·福斯基

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3×10163

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@martinargerami无法简短地执行此操作。它涉及核和粒子实验,对脉冲星的观测,对中子星冷却,X射线爆发,质量和半径估算,毛刺等,等等。没有观察到的细节得到毫无争议的证实,但是上面的基本图片很合适我们知道并且被普遍接受的是该中心发生的事情。特别是,地壳和n,p,e流体区域的基本原理在理论上已经很清楚了。
罗布·杰弗里斯

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@bendl这是不可想象的-由于英制单位的混合:)
哈根·冯·

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比物理答案更具历史性/语言性:

德谟克利特提出问题不能无限可分的,但在某些时候人会达到一个尽可能小的一块,他称之为ATOMOS,为“完整无缺”。据我们所知,他是完全正确的。

在1930年左右之前,我们现代人错误地将他的“原子”一词应用到后来被视为保持其特性的最小化学元素中,因为没有人将其细分,并且化学过程的行为似乎很小不可分割的粒子。

在拆分了这种“原子”之后,我们陷入了这个词。今天,德cri克利特人将其称为“原子”,我们将其称为“夸克或轻子”,我们认为这是基本的且不可分割的。但是,如果未来的物理学家将这些东西分开,那我们也可能错了。

我们生活中的所有普通事物-您,我,地球,您的房屋,您的食物等,都是1920年意义上的“原子”构成的,它们在化学,电和引力之间相互作用。即使太阳也由原子组成,尽管在这种情况下它们并不是很分裂,因为它们融合并变成了不同的种类。

宇宙中某些稀有奇特的事物不是像中子星那样由1920年意义上的原子构成的。虽然它们是由小的不可分割的夸克和轻子构成的;德cri克利特意义上的原子。

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