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?
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?
Answers:
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)。
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
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。