Proton (p), en positivt laddad subatomär partikel som tillsammans med neutroner bildar atomkärnor. Antal protoner i atomkärnan bestämmer av vilket grundämne atomen är.
Innehåll |
redigera Historia
Protonen upptäcktes 1918 av Ernest Rutherford när han sköt alfapartiklar in i kvävgas vilket på hans instrument gav samma utslag som för vätekärnor (= protoner).
redigera Intern struktur
Den elektriska laddningen för en proton är en elementarladdning e = 1,602·10-19 coulomb. Massan är 1,6726·10-27 kg (1,00727647 u, 938,27 MeV) vilket är 1836,15 gånger elektronens massa. De två noggrannaste mätningarna av en protons radie har givit resultaten 0.805 ± 0.011 och 0.862 ± 0.012 femtometer. Protonen är en baryon uppbyggd av tre kvarkar, två upp-kvarkar med laddning +⅔ e och en ner-kvark med laddning - ⅓ e med sinsemellan olika färgladdningar.
redigera Massans ursprung
Kvarkarnas vilomassor uppskattas till 10 MeV. Det utgör bara en bråkdel av protonens massa - resten är kinetisk energi och bindningsenergi. Man kan göra en grov uppskattning med en enkel överslagsberäkning. Heisenbergs osäkerhetsprincip ger rörelsemängden för en kvark i en låda med protonens mått som p = h/(2πr). Dessa kvarkar är relativistiska, så att deras kinetiska energi kan approximeras med E = pc = hc/(2πr). Med Plancks strukna konstant som 0,66.10-15 eV·s och protonradie som 0,8.10-15 m får vi i grova tal m = 3.108 eV = 300 MeV per kvark.
redigera Stabilitet
Enligt supersymmetriteorin ska protoner kunna sönderfalla med en halveringstid på minst 1030 år, vilket är längre än universums ålder. Man har aldrig kunnat observera ett protonsönderfall, men experimenten har visat att halveringstiden är åtminstone 1033 år. Dessa mätningar är viktiga eftersom om protoner sönderfaller kommer de förr eller senare att övergå till positroner.
Antalet protoner i universum uppskattas till 1080.
redigera Kemi
Inom kemin och biokemin betraktar man protonen som en vätejon, betecknas H+. I detta sammanhang betraktas en protondonator som en syra och en protonacceptor som en bas.
redigera Externa länkar