Protoni ir subatomiskās daļiņas, kas kopā ar neitroniem satur atoma kodolu vai centrālo daļu. Pārējais atoms sastāv no elektroniem, kas riņķo ap kodolu, līdzīgi kā Zeme riņķo ap sauli. Protoni var pastāvēt arī ārpus atoma, atmosfērā vai kosmosā.
1920. gadā fiziķis Earnests Rezerfords eksperimentāli apstiprināja protona esamību un nosauca to.
Fizikālās īpašības
Protonu masa ir nedaudz mazāka nekā kodola neitroniem, bet tie ir 1836 reizes masīvāki nekā elektroni. Faktiskā protona masa ir 1,6726 x 10 ^ -27 kilogrami, kas patiešām ir ļoti maza masa. Simbols "^ -" apzīmē negatīvu eksponentu. Šis skaitlis ir aiz komata, kam seko 26 nulles, pēc tam skaitlis 16726. Elektriskā lādiņa ziņā protons ir pozitīvs.
Tā kā protons nav pamata daļiņa, tas faktiski ir izgatavots no trim mazākām daļiņām, ko sauc par kvarkiem.
Funkcija Atom
Atoma kodola iekšienē esošie protoni palīdz saista kodolu. Tie piesaista arī negatīvi lādētos elektronus un uztur tos orbītā ap kodolu. Protonu skaits atoma kodolā nosaka, kurš tas ir ķīmiskais elements. Šis skaitlis ir pazīstams kā atomu skaitlis; to bieži apzīmē ar lielo burtu "Z".
Eksperimentāla izmantošana
Lielos daļiņu paātrinātājos fiziķi protonus paātrina ļoti lielā ātrumā un liek tiem sadurties. Tas rada citu daļiņu kaskādes, kuru ceļus fiziķi pēta. CERN daļiņu fizikas laboratorija Šveicē saduras ar protoniem, lai izpētītu to iekšējo struktūru, izmantojot paātrinātāju, ko sauc par lielo hadronu sadursmi (LHC). Šīs daļiņas ierobežo spēcīgi magnēti, kas pirms sadursmes neļauj tām pārvietoties 27 kilometru gredzenā.
Līdzīgu eksperimentu mērķis ir nelielā apjomā atjaunot matērijas formas brīžos pēc Lielā sprādziena.
Enerģija zvaigznēm
Saules un visu pārējo zvaigžņu iekšpusē protoni apvienojas ar citiem protoniem, izmantojot kodolsintēzi. Šai saplūšanai nepieciešama temperatūra aptuveni 1 miljons grādu pēc Celsija. Šīs augstās temperatūras ietekmē divas vieglākas daļiņas saplūst trešajā daļiņā. Izveidotās daļiņas masa ir mazāka nekā divām sākotnējām daļiņām kopā.
Alberts Einšteins 1905. gadā atklāja, ka matēriju un enerģiju var pārveidot no vienas formas uz otru. Tas izskaidro, kā trūkstošā masa, kas zaudēta kodolsintēzes procesā, parādās kā enerģija, ko izstaro zvaigzne. Tādējādi protonu saplūšana iedarbina zvaigznes.