Können Neutronen rein aus Protonen und Elektronen synthetisiert werden?

Ja, das können sie sein. Die Erzeugung von Neutronen durch tiefinelastische Streuung von Elektronen an Protonen wurde in den 90er Jahren in HERA-Experimenten untersucht. Kein Neutrino nötig, zumindest nicht als eines der kollidierenden Teilchen. Hier sind einige Links:

• Tiefinelastische Elektroproduktion von Neutronen in der Protonenfragmentierungsregion

• Messung der führenden Protonen- und Neutronenproduktion bei tiefinelastischer Streuung bei HERA

• Tiefinelastische Elektronenstreuung

„Freie“ Elektronen und Protonen können sich durch schwache Wechselwirkungen zu Neutronen (und Elektron-Neutrinos) verbinden. Der Prozess wäre normalerweise in Situationen mit geringer Dichte energetisch ungünstig, da die Ruhemasse des Neutrons etwa 1,29 MeV höher ist als die kombinierten Ruhemassenenergien von Proton und Elektron.

Diese Reaktion zwischen freien Protonen und Elektronen könnte in Neutronensternen stattfinden. Der Grund dafür ist, dass die Fermion-Entartung die Energien der Elektronen und Protonen erhöht, so dass ihre Summe die Fermi-Energie der Neutronen erreichen oder überschreiten kann.

Aber es gibt einen Haken. Es stellt sich heraus, dass es unmöglich wird, gleichzeitig Impuls zu erhalten, wenn alle Reaktanten ihre Fermi-Energien haben. Siehe Was ermöglicht es dem modifizierten Urca-Prozess, bei der Neutronensternkühlung mit geringerer Dichte als direkter Urca zu arbeiten?

Um dies zu umgehen, sind Zuschauerteilchen (normalerweise mehr Neutronen) erforderlich, und dies würde als zusätzlicher Reaktant gelten.

Der direkte Prozess kann bei den sehr hohen Temperaturen in den kollabierenden Kernen von Supernovae stattfinden, wo die Neutronen und Protonen noch nicht vollständig entartet sind, und ist ein lebenswichtiger Kühlprozess (weil die erzeugten Neutrinos entweichen können).

Neutronen können rein aus Protonen und Elektronen im Labor synthetisiert werden! siehe zum Beispiel http://www.santilli-foundation.org/docs/confirmation-neutron-synthesis-2017.pdf

Beim Elektroneneinfang bilden ein inneres Atomelektron und ein Proton zusammen ein Neutron und ein Elektron-Neutrino. Ich bin mir jedoch nicht sicher, ob Sie danach suchen.

Quelle:

Young and Freedman Physics Lehrbuch Electron Capture Wikipedia-Artikel `