Atom mana yang terbuat dari bintang Neutron?

Saya mengerti bahwa semuanya terbuat dari Atom .

Atom adalah unit penyusun terkecil dari materi biasa yang memiliki sifat-sifat unsur kimia. Setiap padatan, cair, gas, dan plasma tersusun dari atom-atom netral atau terionisasi

Namun dengan Bintang Neutron ;

model dasar untuk objek-objek ini menyiratkan bahwa bintang-bintang neutron hampir seluruhnya terdiri dari neutron, yang merupakan partikel subatomik

Apakah ini berarti neutron dapat ada di luar atom, dan bahwa bintang Neutron tidak terdiri dari elemen yang dapat dikenali pada tabel periodik?

neutron-star

— James Wood
sumber

Tidak semuanya terbuat dari atom. Kuncinya di sini adalah bahwa bintang-bintang neutron tidak terbuat dari "materi biasa" yang disebutkan dalam definisi pertama. Ini adalah jenis yang sangat berbeda dan "istimewa", yang sebagian besar terbuat dari neutron dengan banyak hal lain yang dikemas. Ya, neutron dapat ada di luar atom; mereka tidak stabil jika mereka bebas; mereka stabil di dalam bintang neutron. Bintang neutron tidak terbuat dari "elemen" apa pun - yang termasuk dalam kategori "materi biasa", dan ini bukan. Ini jenis barang yang berbeda.

— Florin Andrei

@ florin-andrei Akankah bintang neutron "100% minus satu neutron" dengan proton tunggal menjadi isotop hidrogen?

— Philippe Goulet

Gagasan bahwa "semuanya terbuat dari atom" adalah semacam kebohongan kepada anak-anak ( en.wikipedia.org/wiki/Lie-to-children ). Setiap "benda" yang dikenal terbuat dari atom, tetapi kita dapat menyebutkan semua jenis "benda" dan "benda" yang tidak terbuat dari atom. Bahkan peduli. Atom apa yang berputar-putar di dalam cyclotron? Hal-hal yang diungkapkan oleh ruang kamar awan Anda?

— Beanluc

@ PhilippeGoulet - hanya jika Anda memperpanjang definisi atom hidrogen ke titik di mana itu tidak ada artinya. Atom dan bintang neutron sangat berbeda satu sama lain. Atom pada dasarnya adalah objek kuantum, memiliki awan elektron di sekitarnya, dan sebagian besar berinteraksi melalui elektromagnetisme. Bintang neutron adalah objek makroskopik, tidak memiliki awan elektron, dan sebagian besar berinteraksi melalui gravitasi. Hampir tidak ada aturan yang berlaku untuk yang satu bisa diterapkan ke yang lain.

— Florin Andrei

@Beanluc - Saya pernah menggunakan konsep "berbohong untuk anak-anak" sebelumnya, tapi saya benci ungkapan itu. Kami pada dasarnya hidup di alam semesta fraktal, karena setiap penjelasan yang menggambarkannya ketika dilihat pada tingkat tertentu benar-benar "salah" ketika Anda menyelam ke tingkat detail yang lebih dalam. Ini belum ditunjukkan bahwa ada detail tingkat akhir, jadi mengapa menyiratkan level yang lebih rendah lebih baik? Itu menyiratkan bahwa kita mungkin semua "anak-anak", dan semuanya adalah "kebohongan". Mungkin benar, tetapi terlalu menyedihkan.

— TED

Jawaban:

Ya, neutron bisa ada di luar atom (atau nukleus). Di ruang bebas, neutron akan beta membusuk menjadi proton, dan elektron dan anti-neutrino dalam skala waktu 10 menit. Namun, dalam interior padat bintang neutron, elektron membentuk gas degenerasi, dengan semua tingkat energi yang mungkin terisi hingga sesuatu yang disebut energi Fermi .

Setelah energi Fermi dari elektron melebihi energi maksimum dari setiap kemungkinan peluruhan beta, maka peluruhan beta tersumbat dan neutron bebas menjadi stabil. Inilah yang terjadi di dalam bintang neutron dan Anda berakhir dengan sebagian besar neutron dengan sebagian kecil mungkin beberapa persen elektron dan proton.

Di bagian luar bintang neutron, proton dan neutron masih dapat mengatur diri mereka menjadi inti (tetapi bukan atom), tetapi inti ini sangat kaya akan neutron (mereka biasanya tidak ada di alam) dan hanya distabilkan terhadap peluruhan beta oleh proses yang saya jelaskan di atas. Selubung terluar dapat terdiri dari nuklei elemen puncak-besi yang terionisasi sepenuhnya dan mungkin ada lapisan ultrathin (beberapa cm) dari hidrogen, helium, dan karbon terionisasi yang dapat dikenali (mis. Wynn & Heinke 2009 ).

Begitu kepadatan mencapai sekitar kg / m , neutron dan proton akan lebih menguntungkan untuk mengatur diri mereka menjadi "inti-makro" - string panjang dan lembaran-lembaran bahan nuklir, yang dikenal dengan bahasa sehari-hari sebagai pasta nuklir . $3 \times 10^{16}$ $^3$

Pada kepadatan yang lebih tinggi, pasta larut ke dalam sup yang kebanyakan neutron dengan sekitar 1 persen proton dan elektron.

Diagram di bawah ini (dari Watanabe et al. 2012 ) menunjukkan secara kasar bagaimana lapisan-lapisan ini disusun. Harus ditekankan bahwa ini didasarkan pada pemodelan teoritis, dengan teori yang semakin tidak pasti semakin jauh ke bintang neutron yang Anda tuju. Menguji ide-ide ini melibatkan percobaan nuklir dan partikel, pengamatan pulsar, pendinginan bintang neutron, semburan sinar-X, perkiraan massa dan jari-jari dalam sistem biner, gangguan pulsar, dll., Dll. Tidak ada detailtelah dikonfirmasi secara observasi di luar perselisihan, tetapi gambaran dasar di bawah ini sesuai dengan yang kita ketahui. Secara khusus, daerah kerak dan n, p, e fluida dipahami dengan baik dalam teori. Rincian fase pasta nuklir masih menjadi subjek dari banyak pekerjaan teoretis, seperti juga rincian superfluiditas di interior, dan apa yang terjadi di daerah yang sangat sentral (inti neutron padat, fase hadronik ekstra, kondensasi boson, materi quark ) secara teori masih sulit dan tidak teruji secara observasi kecuali mungkin untuk mengatakan bahwa persamaan negara paling lunak telah dikesampingkan oleh keberadaan bintang neutron . $2M_{\odot}$

— Rob Jeffries
sumber

@NickEdwards saya pasti tidak. Netron yang merosot tidak dapat memblokir pembuatan elektron peluruhan beta!

— Rob Jeffries

Apa komposisi amplopnya? Nuklir yang tidak kaya neutron?

— Mark Foskey

3 \times 10^{16}

$3 \times 10^{16}$

^{3}

$^3$

@martinargerami Tidak mungkin melakukan itu secara singkat. Ini melibatkan percobaan nuklir dan partikel, pengamatan pulsar, pendinginan bintang neutron, perkiraan sinar-X, perkiraan massa dan jari-jari, gangguan, dll., Dll. Tidak ada detail yang telah dikonfirmasi secara observasi di luar perselisihan, tetapi gambaran dasar di atas sesuai. apa yang kita ketahui dan diterima secara umum menghalangi apa yang terjadi di tengah. Secara khusus, dasar-dasar kerak dan n, p, e daerah fluida cukup dipahami secara teoritis.

— Rob Jeffries

@endend Itu tak terbayangkan - karena campuran unit kekaisaran :)

— Hagen von Eitzen

Jawaban yang lebih historis / linguistik daripada fisik:

Democritus mengusulkan bahwa materi tidak dapat dibagi tanpa batas, tetapi bahwa pada titik tertentu seseorang akan mencapai bagian sekecil mungkin, yang ia sebut atomos , untuk "tidak dipotong". Dia sepenuhnya benar sejauh yang kita tahu.

Sebelum tahun 1930 atau lebih, kita manusia modern secara keliru menerapkan kata "atom" pada apa yang kemudian kita lihat sebagai bagian terkecil dari unsur kimia yang mempertahankan sifat-sifatnya, karena tidak ada yang pernah membagi satu, dan proses kimia berperilaku seolah-olah ini kecil partikel yang tak terpisahkan.

Setelah "atom" semacam itu terbelah, kami terjebak dengan kata itu. Apa yang disebut Democritus sebagai "atom" hari ini akan kita sebut "quark atau lepton", hal-hal yang kita anggap mendasar dan tidak dapat dipecah belah. Tapi kita juga bisa salah di sana, jika fisikawan masa depan membagi hal-hal ini.

Semua hal biasa dalam hidup kita - Anda, saya, Bumi, rumah Anda, makanan Anda, dll., Terbuat dari "atom" dalam pengertian 1920, berinteraksi secara kimia, elektrik, dan gravitasi. Bahkan Matahari terbuat dari atom, meskipun dalam kasus itu mereka tidak cukup tidak dapat dilukiskan karena mereka berfusi dan berubah menjadi berbagai jenis.

Benda langka dan eksotis tertentu di alam semesta tidak terbuat dari atom dalam pengertian 1920, seperti bintang neutron. Meskipun mereka terbuat dari quark dan lepton kecil yang tak terpisahkan; atom dalam arti Democritus.

— Lee Daniel Crocker
sumber