Vad är en proton?

En proton är en subatomär partikel som finns i kärnan hos alla konventionella atomer. Det enda stället du kan hitta materia utan protoner är i en neutronstjärna eller kärnan av kraftfulla partikelacceleratorer. Protonen har en positiv laddning, vilket balanserar ut den negativa laddningen i atomer, elektroner. Om en atom har en obalans av protoner eller neutroner är den inte längre neutral och blir en laddad partikel, även känd som en jon.

Det är svårt att avgöra exakt vem som upptäckte protonen. Forskare teoretiserade förekomsten av positivt laddade partiklar efter upptäckten av elektronen av JJ Thomson 1897. Ernest Rutherford tillskrivs ofta upptäckten, dock baserat på hans experiment 1918.

Rutherford avfyrade alfapartiklar, som i huvudsak är heliumkärnor utan elektroner, till en kvävgas. Hans detektorer hittade den karakteristiska signaturen för vätekärnor som produceras. Efter att ha tänkt på det ett tag insåg han att dessa vätekärnor bara kunde ha kommit från kvävgasen. Detta ledde till teorin att kärnan i en väteatom var en elementarpartikel, protonen, och att protoner kunde hittas i alla atomers kärnor.

Atomers egenskaper definieras av antalet elektroner, neutroner och protoner de har. Antalet protoner är dock den mest signifikanta variabeln. Denna variabel är faktiskt så signifikant att antalet protoner i en atoms kärna kallas atomnumret, och atomerna namnges baserat på antalet protoner de har.

Atomnumret är den mest fysiskt relevanta egenskapen hos en atom. Atomer med lågt atomnummer är de vanligaste i universum, eftersom de är lättast att bilda. Det är därför väte och helium är de vanligaste grundämnena i universum.

1955 upptäcktes protonens onda tvilling, antiprotonen. Istället för att ha en positiv laddning har den en negativ. Som all antimateria exploderar den vid kontakt med normal materia.
Protoner är också en favorit bland experimentella fysiker som gillar att accelerera dem till betydande bråkdelar av ljusets hastighet. Ballistiska protoner är ansvariga för många upptäckter i den enorma ”Partikelzoo” som 20-talets fysik genererade. Till skillnad från sina kusiner, neutroner, är protoner stabila utanför en atomkärna, vilket gör dem användbara för experimentändamål.