Vedi anche elettrone.
Un neutrone è una particella subatomica che si trova nel nucleo di ogni atomo tranne quello dell'idrogeno semplice. La particella deriva il suo nome dal fatto che non ha carica elettrica; è neutro. I neutroni sono estremamente densi. Se isolato, un singolo neutrone avrebbe una massa di soli 1.675? 10-27 chilogrammi, ma se si potesse raccogliere un cucchiaino da tè di neutroni ben compattati, il pezzo di materia risultante peserebbe milioni di tonnellate sulla superficie terrestre.
Il numero di protoni nel nucleo di un elemento è chiamato numero atomico. Questo numero conferisce ad ogni elemento la sua identità unica. Negli atomi di qualsiasi elemento particolare, ad esempio il carbonio, il numero di protoni nei nuclei è sempre lo stesso, ma il numero di neutroni può variare. Un atomo di un dato elemento avente un numero specifico di neutroni nel nucleo è chiamato isotopo. L'isotopo di un atomo è indicato scrivendo il nome dell'elemento seguito dalla somma del numero di protoni e neutroni. Il nucleo di un atomo di carbonio ha sempre sei protoni e di solito ha sei neutroni, ma alcuni nuclei di carbonio contengono otto neutroni. Pertanto, il carbonio-12 è l'isotopo più comune del carbonio; si trova anche il carbonio-14, ma è meno comune.
I neutroni non devono essere confinati ai nuclei degli atomi. Possono esistere da soli. Quando i neutroni si trovano al di fuori dei nuclei atomici, acquisiscono proprietà affascinanti, bizzarre e potenzialmente pericolose. Quando viaggiano ad alta velocità, producono radiazioni mortali. La cosiddetta bomba ai neutroni, nota per la sua capacità di uccidere persone e animali pur avendo un effetto minimo sulle strutture fisiche inanimate, funziona producendo una raffica di neutroni ad alta velocità. L'alta densità di queste particelle, combinata con la loro velocità, conferisce loro un'energia estrema. Di conseguenza, hanno il potere di alterare, o addirittura rompere, i nuclei di atomi che colpiscono.
Quando una grande stella esplode, soffiando via dai suoi strati esterni in una brillante palla di fuoco chiamata supernova, la materia rimanente è incredibilmente densa e collassa sotto la sua stessa gravitazione. Quando questo residuo stellare acquisisce una certa densità critica, praticamente tutte le particelle subatomiche diventano neutroni. L'oggetto risultante è una stella di neutroni che potrebbe avere un diametro inferiore a quello della Terra, ma avere una massa centinaia di volte quella del Sole. Le stelle di neutroni possono ruotare ad alta velocità, producendo raffiche di radiazioni elettromagnetiche che possono essere udite come impulsi periodici nei radiotelescopi. Questi oggetti celesti sono noti come pulsar. Se una stella di neutroni è abbastanza densa, collassa in un buco nero la cui gravitazione è così intensa che nulla può sfuggire, nemmeno il fotone.