Protonii sunt particule subatomice care, împreună cu neutronii, cuprind nucleul sau porțiunea centrală a unui atom. Restul atomului este format din electroni care orbitează nucleul, la fel cum Pământul orbitează în jurul soarelui. Protonii pot exista și în afara unui atom, în atmosferă sau în spațiu.
În 1920, fizicianul Earnest Rutherford a confirmat experimental existența protonului și l-a numit.
Proprietăți fizice
Protonii au o masă puțin mai mică decât neutronii din nucleu, dar sunt de 1.836 ori mai mari decât electronii. Masa efectivă a protonului este de 1,6726 x 10 ^ -27 kilograme, ceea ce este într-adevăr o masă foarte mică. Simbolul „^ -” reprezintă un exponent negativ. Acest număr este un punct zecimal urmat de 26 de zerouri, apoi numărul 16726. În ceea ce privește sarcina electrică, protonul este pozitiv.
Nefiind o particulă de bază, protonul este de fapt format din trei particule mai mici numite quark.
Funcția în atom
Protonii din interiorul nucleului unui atom ajută la legarea nucleului împreună. De asemenea, atrag electronii încărcați negativ și îi mențin pe orbită în jurul nucleului. Numărul de protoni din nucleul unui atom determină ce element chimic este. Acest număr este cunoscut sub numele de număr atomic; este des denotată frecvent cu „Z” cu majuscule.
Utilizare experimentală
La acceleratoarele mari de particule, fizicienii accelerează protonii la viteze foarte mari și îi forțează să se ciocnească. Acest lucru creează cascade de alte particule, ale căror căi le studiază apoi fizicienii. Laboratorul CERN de fizică a particulelor din Elveția face coliziune cu protoni pentru a le studia structura interioară, folosind un accelerator numit Large Hadron Collider (LHC). Aceste particule sunt limitate de magneți puternici care le mențin în mișcare într-un inel de 27 de kilometri înainte de a se ciocni.
Experimente similare își propun să recreeze, la scară mică, formele de materie din momentele existente după Big Bang.
Energie pentru stele
În interiorul soarelui și al tuturor celorlalte stele, protonii se combină cu alți protoni prin fuziune nucleară. Această fuziune necesită o temperatură de aproximativ 1 milion de grade Celsius. Această temperatură ridicată face ca două particule mai ușoare să se contopească într-o a treia particulă. Masa particulei create este mai mică decât cea a celor două particule inițiale combinate.
Albert Einstein a descoperit în 1905 că materia și energia pot fi convertite de la o formă la alta. Aceasta explică modul în care masa lipsă pierdută în procesul de fuziune apare ca energie pe care o emite steaua. Astfel, fuziunea protonilor alimentează stelele.