Diagram Feynmana rozpadu neutronu w procesiebeta minusNeutron składa się z 3 kwarków (udd), związanych oddziaływaniem silnym przenoszonym przezgluony. Kwarki posiadająładunki kolorowe przenoszone przez gluony. Każdy kwark może występować w trzech odmianach: czerwonej, zielonej i niebieskiej. Kolory nie są na stałe przyporządkowane do pojedynczych kwarków, ponieważ między kwarkami zachodzi wymiana kolorów w oddziaływaniach silnych za pośrednictwem gluonów. Gluony jako nośniki oddziaływania silnego, mają ładunki podwójne: jeden kolor i jeden antykolor. Gdy kwark emituje lub pochłania gluon, wtedy jego kolor musi ulec zmianie, aby zachować ładunek kolorowy. Kwarki w neutronie wysyłają i pochłaniają gluony tak często, że nie ma możliwości zaobserwowania koloru pojedynczego kwarka
Neutrony będące częścią jąder atomowych są zwykle stabilne. Swobodne neutrony (tzn. występujące poza jądrem) rozpadają się w wynikuoddziaływań słabych.Średni czas życia swobodnego neutronu wynosi 885,7 sekund (około 15 minut[2]). Neutron rozpada się z wytworzeniem protonu, elektronu iantyneutrina elektronowego:
Jegomasa spoczynkowa wynosi 1,00866491578 u, czyli 1,67492721⋅10−27 kg (jest nieco większa od masyprotonu)[3].
W 1932 roku James Chadwick wykonał podobne doświadczenie, ale dodatkowo w pewnej odległości od tarczy umieścił woskparafinowy. Gdy promieniowanie berylowe trafiały na wosk, wybijały z niego protony. Energia zawarta w promieniach Roentgena wystarczyła do uwolnienia elektronów z atomów parafiny, ale nie mogła doprowadzić do wybicia protonów. Chadwick stwierdził, że wybicie protonów powodowało promieniowanie obojętnych cząstek o masie zbliżonej do masy protonu. Cząstki te nazwano neutronami.
Neutrony dzięki temu, że są obojętne, mogą przenikać przez grube warstwy materiałów (na przykład ołowiu), ponieważ ich ruch nie jest zaburzany przez cząstki naładowane dodatnio lub ujemnie w materiale, przez który przechodzą[4].
James Chadwick odkrył, że promieniowanie zaobserwowane przez Walthera Bothego, Herberta Beckera oraz Irènę i Frédérica Joliot-Curie wywoływane jest przez obojętną elektrycznie cząstkę o masie zbliżonej do masy protonu, nazwaną przez niego neutronem. W tym samym rokuDmitrij Iwanienko zasugerował, że neutron ma spin równy 1/2, i że to neutrony są odpowiedzialne za masę jądra oraz że jądro nie zawiera elektronów, a jedynie protony i neutrony. Spin neutronu rozwiązał problem spinu azotu-14, jako że jeden nieposiadający pary proton i jeden neutron (oba o spinie 1/2) mają łączny spin równy 1.
Dzięki odkryciu neutronu możliwe stało się obliczenieenergii wiązania poszczególnych jąder przez porównanie masy jądra z masą tworzących je protonów i neutronów. Obliczone w ten sposób różnice w masach jąder oraz dokonane pomiaryreakcji jądrowych okazały się zgodne z przewidywaną przezEinsteina równoważnością masy i energii[5].
