Protoner er subatomære partikler, der sammen med neutroner omfatter kernen eller den centrale del af et atom. Resten af atomet består af elektroner, der kredser om kernen, ligesom Jorden kredser om solen. Protoner kan også eksistere uden for et atom, i atmosfæren eller i rummet.
I 1920 bekræftede fysikeren Earnest Rutherford eksperimentelt eksistensen af protonen og navngav den.
Fysiske egenskaber
Protoner har lidt mindre masse end neutronerne i kernen, men de er 1.836 gange mere massive end elektroner. Protonens faktiske masse er 1,6726 x 10 ^ -27 kg, hvilket faktisk er en meget lille masse. Symbolet "^ -" repræsenterer en negativ eksponent. Dette tal er et decimaltegn efterfulgt af 26 nuller, derefter tallet 16726. Med hensyn til elektrisk ladning er protonen positiv.
Ikke at være en grundlæggende partikel, men protonen er faktisk lavet af tre mindre partikler kaldet kvarker.
Funktion i Atom
Protonerne inde i et atoms kerne hjælper med at binde kernen sammen. De tiltrækker også de negativt ladede elektroner og holder dem i kredsløb omkring kernen. Antallet af protoner i et atoms kerne bestemmer, hvilket kemisk element det er. Dette tal er kendt som atomnummeret; det betegnes ofte med store bogstaver "Z".
Eksperimentel anvendelse
I store partikelacceleratorer accelererer fysikere protoner til meget høje hastigheder og tvinger dem til at kollidere. Dette skaber kaskader af andre partikler, hvis veje fysikere derefter studerer. CERN-partikelfysiklaboratoriet i Schweiz kolliderer med protoner for at studere deres indre struktur ved hjælp af en accelerator kaldet Large Hadron Collider (LHC). Disse partikler er begrænset af kraftige magneter, der holder dem i bevægelse i en ring på 27 kilometer, før de kolliderer.
Lignende eksperimenter har til formål at genskabe, i lille skala, de materieformer, der eksisterer øjeblikke efter Big Bang.
Energi til stjerner
Inde i solen og alle andre stjerner kombineres protoner med andre protoner ved hjælp af nuklear fusion. Denne fusion kræver en temperatur på ca. 1 million grader Celsius. Denne høje temperatur får to lettere partikler til at smelte ind i en tredje partikel. Massen af den skabte partikel er mindre end de to oprindelige partikler tilsammen.
Albert Einstein opdagede i 1905, at stof og energi kan omdannes fra en form til en anden. Dette forklarer, hvordan den manglende masse, der er mistet i fusionsprocessen, fremstår som energi, som stjernen udsender. Fusionen af protoner styrker således stjerner.