Protony jsou subatomární částice, které spolu s neutrony tvoří jádro nebo střední část atomu. Zbytek atomu tvoří elektrony, které obíhají kolem jádra, podobně jako Země obíhá kolem Slunce. Protony mohou také existovat mimo atom, v atmosféře nebo ve vesmíru.
V roce 1920 fyzik Earnest Rutherford experimentálně potvrdil existenci protonu a pojmenoval jej.
Fyzikální vlastnosti
Protony mají o něco méně hmoty než neutrony v jádře, ale jsou 1836krát hmotnější než elektrony. Skutečná hmotnost protonu je 1,6726 x 10 ^ -27 kilogramů, což je opravdu velmi malá hmotnost. Symbol „^ -“ představuje záporný exponent. Toto číslo je desetinná tečka následovaná 26 nulami, poté číslem 16726. Pokud jde o elektrický náboj, proton je pozitivní.
Není to základní částice, proton je ve skutečnosti vyroben ze tří menších částic nazývaných kvarky.
Funkce v atomu
Protony uvnitř atomového jádra pomáhají vázat jádro dohromady. Přitahují také negativně nabité elektrony a udržují je na oběžné dráze kolem jádra. Počet protonů v jádru atomu určuje, o jaký chemický prvek jde. Toto číslo je známé jako atomové číslo; často se označuje velkým „Z.“
Experimentální použití
Ve velkých urychlovačích částic fyzici zrychlují protony na velmi vysoké rychlosti a nutí je ke srážce. Vznikají tak kaskády dalších částic, jejichž cesty pak fyzici studují. Laboratoř částicové fyziky CERN ve Švýcarsku srazila protony, aby studovala jejich vnitřní strukturu, pomocí urychlovače zvaného Large Hadron Collider (LHC). Tyto částice jsou omezeny silnými magnety, které je udržují v pohybu v kruhu o délce 27 kilometrů, než se srazí.
Podobné experimenty mají za cíl znovu vytvořit v malém měřítku formy hmoty v existujících okamžicích po Velkém třesku.
Energie pro hvězdy
Uvnitř slunce a všech ostatních hvězd se protony kombinují s jinými protony pomocí jaderné fúze. Tato fúze vyžaduje teplotu přibližně 1 milion stupňů Celsia. Tato vysoká teplota způsobí, že dvě lehčí částice fúzují do třetí částice. Hmotnost vytvořené částice je menší než hmotnost dvou počátečních částic dohromady.
Albert Einstein objevil v roce 1905, že hmota a energie mohou být převedeny z jedné formy do druhé. To vysvětluje, jak se chybějící hmota ztracená ve fúzním procesu jeví jako energie, kterou hvězda emituje. Fúze protonů tedy ovládá hvězdy.