Protonlar, nötronlarla birlikte bir atomun çekirdeğini veya merkezi kısmını oluşturan atom altı parçacıklardır. Atomun geri kalanı, tıpkı Dünya'nın güneşin etrafında dönmesi gibi, çekirdeğin yörüngesinde dönen elektronlardan oluşur. Protonlar ayrıca bir atomun dışında, atmosferde veya uzayda da bulunabilirler.
1920'de fizikçi Earnest Rutherford, protonun varlığını deneysel olarak doğruladı ve adını verdi.
Fiziki ozellikleri
Protonlar, çekirdekteki nötronlardan biraz daha az kütleye sahiptir, ancak elektronlardan 1.836 kat daha büyüktürler. Protonun gerçek kütlesi 1.6726 x 10^-27 kilogramdır ki bu gerçekten çok küçük bir kütledir. "^-" sembolü negatif bir üssü temsil eder. Bu sayı bir ondalık nokta ve ardından 26 sıfır, ardından 16726 sayısıdır. Elektrik yükü açısından proton pozitiftir.
Temel bir parçacık olmayan proton, aslında kuark adı verilen üç küçük parçacıktan oluşur.
Atomdaki İşlev
Bir atomun çekirdeğinin içindeki protonlar, çekirdeği birbirine bağlamaya yardımcı olur. Ayrıca negatif yüklü elektronları çekerler ve onları çekirdeğin yörüngesinde tutarlar. Bir atomun çekirdeğindeki proton sayısı, onun hangi kimyasal element olduğunu belirler. Bu sayı atom numarası olarak bilinir; genellikle büyük harf "Z" ile gösterilir.
Deneysel Kullanım
Büyük parçacık hızlandırıcılarda fizikçiler protonları çok yüksek hızlara çıkarır ve onları çarpışmaya zorlar. Bu, yolları fizikçilerin daha sonra üzerinde çalıştığı diğer parçacıkların basamaklarını yaratır. İsviçre'deki CERN parçacık fiziği laboratuvarı, Büyük Hadron Çarpıştırıcısı (LHC) adı verilen bir hızlandırıcı kullanarak iç yapılarını incelemek için protonları çarpıştırıyor. Bu parçacıklar, çarpışmadan önce 27 kilometrelik bir halkada hareket etmelerini sağlayan güçlü mıknatıslar tarafından sınırlandırılmıştır.
Benzer deneyler, Büyük Patlama'dan hemen sonra var olan maddenin formlarını küçük ölçekte yeniden yaratmayı amaçlıyor.
Yıldızlar için Enerji
Güneşin ve diğer tüm yıldızların içinde, protonlar nükleer füzyon yoluyla diğer protonlarla birleşir. Bu füzyon yaklaşık 1 milyon santigrat derecelik bir sıcaklık gerektirir. Bu yüksek sıcaklık, iki hafif parçacığın üçüncü bir parçacık halinde birleşmesine neden olur. Oluşturulan parçacığın kütlesi, birleştirilen iki başlangıç parçacığının kütlesinden daha azdır.
Albert Einstein 1905'te madde ve enerjinin bir biçimden diğerine dönüştürülebileceğini keşfetti. Bu, füzyon sürecinde kaybolan kütlenin nasıl yıldızın yaydığı enerji olarak göründüğünü açıklar. Böylece, protonların füzyonu yıldızlara güç verir.