Av William HirschUppdaterad 30 augusti 2022
Protoner är subatomära partiklar som tillsammans med neutroner bildar kärnan i en atom. Även om den är något lättare än neutroner, är en proton cirka 1 836 gånger tyngre än en elektron, med en massa på 1,6726×10⁻²⁷kg. Trots att den är en sammansatt partikel är dess positiva elektriska laddning grundläggande för atomstrukturen.
Protoner är inte elementära; de består av tre valenskvarkar bundna av den starka kraften, ett faktum som ligger till grund för deras stabilitet och interaktioner.
Den positiva laddningen av protoner håller samman kärnan genom elektrostatisk attraktion och skapar det elektriska fältet som håller elektronerna i omloppsbana. Antalet protoner – betecknat med atomnumret (Z) – identifierar varje kemiskt element unikt.
Inom högenergifysik accelereras protonstrålar till relativistiska hastigheter och kolliderar för att undersöka fundamentala krafter och partiklar. CERN:s Large Hadron Collider (LHC) använder kraftfulla supraledande magneter för att styra protoner runt en 27 kilometer lång ring innan frontalkollisioner, avslöjar subnukleära strukturer och testar teoretiska modeller. Sådana experiment syftar också till att återskapa kvarg-gluonplasman som fanns kort efter Big Bang.
Inom stjärnkärnor genomgår protoner kärnfusion vid temperaturer runt 1 miljon °C. Fusion slår samman lättare kärnor till tyngre och frigör energi eftersom den slutliga massan är mindre än summan av de initiala massorna. Einsteins massenergiekvivalens (E=mc²) förklarar denna energifrisättning, som driver solen och andra stjärnor.
