Wat is een proton?

Een proton is een subatomair deeltje dat voorkomt in de kern van alle conventionele atomen. De enige plaats waar je materie kunt vinden zonder protonen is in een neutronenster of de kern van krachtige deeltjesversnellers. Het proton heeft een positieve lading, die de negatieve lading in atomen, elektronen compenseert. Als een atoom een ​​onbalans van protonen of neutronen heeft, is het niet langer neutraal en wordt het een geladen deeltje, ook bekend als een ion.

Het is moeilijk om te bepalen wie het proton precies heeft ontdekt. Wetenschappers theoretiseerden het bestaan ​​van positief geladen deeltjes na de ontdekking van het elektron door JJ Thomson in 1897. Ernest Rutherford wordt echter vaak gecrediteerd met de ontdekking op basis van zijn experimenten in 1918.

Rutherford vuurde alfadeeltjes, die in wezen heliumkernen zonder elektronen zijn, in een stikstofgas af. Zijn detectoren vonden de karakteristieke signatuur van waterstofkernen die geproduceerd werden. Na er een tijdje over te hebben nagedacht, besefte hij dat deze waterstofkernen alleen uit het stikstofgas hadden kunnen komen. Dit leidde tot de theorie dat de kern van een waterstofatoom een ​​elementair deeltje was, het proton, en dat protonen in de kernen van alle atomen konden worden gevonden.

De eigenschappen van atomen worden bepaald door het aantal elektronen, neutronen en protonen die ze hebben. Het aantal protonen is echter de belangrijkste variabele. Deze variabele is zelfs zo belangrijk dat het aantal protonen in de kern van een atoom het atoomnummer wordt genoemd, en atomen worden genoemd op basis van het aantal protonen dat ze hebben.

Het atoomnummer is het meest fysisch relevante kenmerk van een atoom. Atomen met lage atoomnummers zijn de meest voorkomende in het universum, omdat ze het gemakkelijkst te vormen zijn. Dit is de reden waarom waterstof en helium de meest voorkomende elementen in het universum zijn.

In 1955 werd de kwaadaardige tweeling van de proton, het antiproton, ontdekt. In plaats van een positieve lading, heeft het een negatieve. Zoals alle antimaterie, explodeert het bij contact met normale materie.

Protonen zijn ook een favoriet onder experimentele fysici die ze graag willen versnellen tot significante fracties van de snelheid van het licht. Ballistische protonen zijn verantwoordelijk voor veel ontdekkingen in de enorme "Particle Zoo" die de fysica van de 20e eeuw heeft voortgebracht. In tegenstelling tot hun neven, neutronen, zijn protonen stabiel buiten een atoomkern, waardoor ze bruikbaar zijn voor experimentele doeleinden.