Av Debra Durkee | Uppdaterad 24 mars 2022
Massan av en enskild proton är exakt 1,672621636×10 -27 kg, ett värde känt för nio signifikanta siffror. I en atoms kärna är den totala massan av protoner ungefär lika med massan som neutroner bidrar med. Eftersom över 99 % av en atoms massa finns i dess kärna, kommer nästan hälften av atomens massa från enbart protoner. För sammanhanget är en proton cirka 1 860 gånger tyngre än en elektron.
Protoner har en positiv elementär laddning på +1e, den grundläggande enheten för elektrisk laddning. Detta är precis motsatt den negativa laddningen av en elektron. Protonens laddning är en konstant; det ändras inte med temperatur, tryck eller tid. Neutroner är däremot elektriskt neutrala.
Forskare bestämmer protonens laddning genom flera precisionsmetoder. Josephsons och vonKlitzings konstanter länkar spänning och magnetfält till grundläggande laddningsenheter. Faraday-metoden mäter laddningen som överförs av en elektrisk ström; historiskt innebar detta att analysera silveravlagringar efter kontrollerade elektrokemiska reaktioner. Även om Faraday-konstanten till stor del har ersatts av coulomb i moderna enheter, är den fortfarande en stapelvara i elektrokemin.
Protonens positiva laddning är central för atomär stabilitet. I väte, den enda atomen med en enda proton och inga neutroner, definierar protonens laddning vätejonen (H + ). Balansen mellan protoner och elektroner avgör om en atom är neutral eller joniserad, vilket påverkar dess kemiska beteende och interaktioner med elektriska eller magnetiska fält.
Jonisering – avlägsnande av elektroner – gör atomer instabila och laddade. I miljöer som kärnreaktorer eller partikelacceleratorer kan joniserade atomer (och de resulterande fria protonerna) utgöra strålningsrisker. Men i den övre atmosfären är naturlig jonisering vanligtvis ofarlig för biologiska system.
