En neutron är en partikel utan elektrisk laddning, som finns tillsammans med protoner i atomkärnan hos nästan varje atom. Den är ungefär 1,7 femtometer i diameter, mätt som två gånger sin magnetiska radie, som beskriver hur neutronens magnetism är fördelad. En femtometer är en miljondel av en miljarddels meter (10⁻¹⁵ meter).

Storlek

En neutron har ingen hård yta. Den består av tre mindre partiklar som kallas kvarkar, en uppkvark och två nedkvarkar, som hålls ihop av den starka kraften, samma kraft som binder ihop neutroner och protoner till en atomkärna. Uppkvarken har en positiv laddning och nedkvarkarna har negativa laddningar, och tillsammans tar de ut varandra.

En protons storlek mäts utifrån hur dess elektriska laddning är fördelad, men det fungerar inte för en neutron. Neutronens positiva och negativa laddningar är fördelade olika, så det vanliga måttet på laddningens storlek blir ett negativt tal, vilket inte kan vara en bredd. Fysiker använder i stället neutronens magnetism.

En neutron fungerar som en liten magnet. Particle Data Group, som samlar världens partikelmätningar, anger medelradien för denna magnetism till 0,864 femtometer, känd med en osäkerhet på ungefär 1 %. Spridningsexperiment visar också att neutroner och protoner är ungefär lika stora.

Storleksjämförelser

• En neutron är ungefär lika stor som en proton. Om man mäter dem på samma sätt, utifrån deras magnetism, skiljer sig deras radier åt med mindre än 2 %.
• En heliumkärna, som består av två neutroner och två protoner, är ungefär 3,4 femtometer i diameter, ungefär två gånger bredden av en enskild neutron.
• Om en neutron förstorades till storleken av en basketboll, skulle en kärna av den vanligaste sortens uran, som rymmer 146 neutroner och 92 protoner, vara ungefär 1,6 meter i diameter.
• Cirka 60 miljarder neutroner, uppradade sida vid sida, skulle spänna över bredden av ett människohår, som är ungefär 0,1 millimeter brett.

Hur neutronen upptäcktes

År 1930 sköt Walther Bothe och Herbert Becker alfapartiklar, som är heliumkärnor, mot metallen beryllium. Metallen sände ut en kraftig, genomträngande strålning, som några fysiker uppfattade som högenergistrålning av samma slag som ljus. År 1932 visade James Chadwick, som arbetade vid Cavendishlaboratoriet i Cambridge i England, att strålningen bestod av neutrala partiklar med ungefär samma massa som en proton. Ernest Rutherford hade föreslagit att sådana partiklar kunde finnas i atomkärnor, och de fick namnet neutroner.

Eftersom en neutron saknar laddning stöts den inte bort av atomkärnans positiva laddning. Därför kan neutroner nå och klyva även de tyngsta atomkärnorna, och Chadwicks upptäckt banade väg för klyvningen av uran. För den fick han 1935 års Nobelpris i fysik.

En neutron på egen hand

Utanför en atomkärna lever en neutron inte länge. I genomsnitt överlever den ungefär 15 minuter (878 sekunder) innan den sönderfaller till en proton, en elektron och en partikel som kallas antineutrino. En neutron är något tyngre än en proton, med ungefär 0,14 %.

Källor

• Summary Tables: Baryons. Particle Data Group, 2025.
• Measurement of the neutron charge radius and the role of its constituents. Atac et al., Nature Communications, 2021.
• The proton radius and its relatives – much ado about nothing?. Ulf-G. Meißner, plenary talk at the International Nuclear Physics Conference, 2022.
• Properties of Nuclei. In University Physics Volume 3. OpenStax, 2016.
• James Chadwick: Facts. Nobel Prize Outreach.
• James Chadwick: Biographical. Nobel Prize Outreach.
• Walther Bothe: Facts. Nobel Prize Outreach.
• Alpha particle rms charge radius. NIST, 2022 CODATA recommended values, 2024.
• Nuclear Charge Radii. International Atomic Energy Agency, 2013.
• Uranium. Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights.
• Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.
• Official Basketball Rules 2026: Basketball Equipment. FIBA, 2026.