¿Se pueden sintetizar neutrones puramente a partir de protones y electrones?

Sí, pueden ser. La producción de neutrones por dispersión inelástica profunda de electrones sobre protones se estudió en experimentos HERA en los años 90. No se necesita neutrino, al menos no como una de las partículas en colisión. Aquí hay algunos enlaces:

• Electroproducción inelástica profunda de neutrones en la región de fragmentación de protones

• Medición de la producción líder de protones y neutrones en dispersión inelástica profunda en HERA

• Dispersión de electrones inelástica profunda

Los electrones y protones "libres" pueden combinarse para formar neutrones (y neutrinos electrónicos) a través de interacciones débiles. Por lo general, el proceso sería energéticamente desfavorable en situaciones de baja densidad porque la masa en reposo del neutrón es aproximadamente 1,29 MeV más alta que las energías de masa en reposo combinadas del protón y el electrón.

Esta reacción, entre protones libres y electrones, podría ocurrir en estrellas de neutrones. La razón es que la degeneración del fermión aumenta las energías de los electrones y protones, de modo que su suma puede igualar o superar la energía de Fermi de los neutrones.

Pero hay un inconveniente. Resulta que si todos los reactivos están en sus energías de Fermi, entonces se vuelve imposible conservar simultáneamente el impulso. Consulte ¿Qué permite que el proceso Urca modificado funcione a una densidad más baja que el Urca directo en el enfriamiento de estrellas de neutrones?

Para sortear esto, se requieren partículas transeúntes (generalmente más neutrones) y, por lo tanto, esto contaría como un reactivo adicional.

El proceso directo puede ocurrir a temperaturas muy altas dentro de los núcleos colapsados ​​de las supernovas, donde los neutrones y los protones aún no se han degenerado por completo, y es un proceso de enfriamiento vital (porque los neutrinos producidos pueden escapar).

¡Los neutrones se pueden sintetizar puramente a partir de protones y electrones en el laboratorio! ver por ejemplo http://www.santilli-foundation.org/docs/confirmation-neutron-síntesis-2017.pdf

En la captura de electrones, un electrón atómico interno y un protón juntos formarán un neutrón y un neutrino electrónico, sin embargo, no estoy seguro de si eso es lo que está buscando.

Fuente:

Libro de texto de física de Young y Freedman Artículo de Wikipedia de captura de electrones `