Kas yra protonas?

Protonas yra subatominė dalelė, randama visų įprastų atomų branduolyje. Vienintelė vieta, kur galite rasti materijos be protonų, yra neutroninė žvaigždė arba galingų dalelių greitintuvų branduolys. Protonas turi teigiamą krūvį, kuris subalansuoja neigiamą krūvį atomuose, elektronuose. Jei atomas turi protonų ar neutronų disbalansą, jis nebėra neutralus ir tampa įkrauta dalele, taip pat žinoma kaip jonas.

Sunku nustatyti, kas tiksliai atrado protoną. Po to, kai JJ Thomson 1897 m. atrado elektroną, mokslininkai iškėlė teoriją apie teigiamai įkrautų dalelių egzistavimą. Ernestas Rutherfordas dažnai priskiriamas atradimui, tačiau remiantis jo eksperimentais 1918 m.

Rutherfordas paleido alfa daleles, kurios iš esmės yra helio branduoliai be elektronų, į azoto dujas. Jo detektoriai aptiko būdingą gaminamų vandenilio branduolių ženklą. Kurį laiką pagalvojęs, jis suprato, kad šie vandenilio branduoliai galėjo atsirasti tik iš azoto dujų. Tai paskatino teoriją, kad vandenilio atomo branduolys yra elementarioji dalelė – protonas, ir kad protonų galima rasti visų atomų branduoliuose.

Atomų savybes apibrėžia jų turimų elektronų, neutronų ir protonų skaičius. Tačiau protonų skaičius yra svarbiausias kintamasis. Šis kintamasis yra toks reikšmingas, kad atomo branduolyje esančių protonų skaičius vadinamas atominiu skaičiumi, o atomai įvardijami pagal jų turimų protonų skaičių.

Atominis skaičius yra fiziškai svarbiausia atomo charakteristika. Atomai su mažu atominiu skaičiumi yra labiausiai paplitę Visatoje, nes juos lengviausia formuoti. Štai kodėl vandenilis ir helis yra gausiausi elementai visatoje.

1955 metais buvo aptiktas protono piktasis dvynys – antiprotonas. Užuot turėjęs teigiamą krūvį, jis turi neigiamą. Kaip ir visa antimedžiaga, ji sprogsta susilietus su įprasta medžiaga.
Protonai taip pat yra mėgstami tarp eksperimentinių fizikų, kurie mėgsta juos pagreitinti iki reikšmingų šviesos greičio dalių. Balistiniai protonai yra atsakingi už daugybę atradimų didžiuliame „dalelių zoologijos sode“, kurį sukūrė XX amžiaus fizika. Skirtingai nei jų pusbroliai, neutronai, protonai yra stabilūs už atomo branduolio ribų, todėl jie yra naudingi eksperimentams.