Proton
Saviez-vous ...
Cette sélection de wikipedia a été choisi par des bénévoles aidant les enfants SOS de Wikipedia pour cette sélection Wikipedia pour les écoles. Cliquez ici pour en savoir plus sur le parrainage d'enfants.
 La structure des quarks du proton. | |
| Composition | 2 jusqu'à, une baisse |
|---|---|
| Statistiques | Fermion |
| Interactions | Gravity , électromagnétique , Faible, Fort |
| Symbole | p + |
| Antiparticule | Antiprotons |
| Théorisé | William Prout (1815) |
| Découvert | Ernest Rutherford (1919) |
| Masse | 1,672 621 71 (29) × 10 -27 kg 938,272 029 (80) MeV / c 2 1,007 276 466 88 (13) u |
| Charge électrique | 1,602 176 53 (14) × 10 -19 C |
| Tourner | ½ |
En physique , le proton ( grec πρώτον / proton = premier) est un particule subatomique avec une charge électrique d'un positif unité fondamentale (1,602 × 10 -19 coulomb), un diamètre d'environ 1,6 à 1,7 x 10 -15 m, et une masse de 938,27231 (28) MeV / c 2 ( 1,6726 × 10 -27 kg), 1,007 276 466 88 (13) u ou environ 1 836 fois la masse d'un électron .
Les protons sont spin-1/2 fermions et sont composés de trois quarks , les rendant baryons. Les deux quarks up et une quark bas du proton sont maintenus ensemble par le force forte, médiée par gluons.
Les protons et les neutrons sont à la fois nucléons, qui peuvent être liés par la force nucléaire dans les noyaux atomiques . Le noyau de la plus courante isotope de l' hydrogène atome est un proton (il ne contient pas de neutrons). Les noyaux d'hydrogène lourd ( deutérium et de tritium) contient neutrons. Tous les autres types atomes sont composés de deux ou plusieurs protons et différents nombres de neutrons. Le nombre de protons dans le noyau détermine les propriétés chimiques de l'atome et donc qui élément chimique est représentée; ce est le nombre de neutrons et de deux protons dans un nucléide qui déterminent le particulier isotopes d'un élément.
Histoire
Ernest Rutherford est généralement crédité de la découverte du proton. En 1918, Rutherford a remarqué que lorsque des particules alpha ont été abattus en azote gazeux, de son des détecteurs à scintillation ont montré les signatures des noyaux d'hydrogène. Rutherford a déterminé que le seul endroit où cet hydrogène pourrait provenir était l'azote, et donc l'azote doit contenir des noyaux d'hydrogène. Il suggère donc que le noyau d'hydrogène, qui a été connu pour avoir un numéro atomique de 1, était un particule élémentaire.
Avant Rutherford, Eugene Goldstein avait observé rayons canaux, qui étaient composés de chargés positivement ions . Après la découverte de l' électron par JJ Thomson , Goldstein suggéré que, puisque l'atome est électriquement neutre il doit y avoir une particule chargée positivement dans l'atome et a essayé de le découvrir. Il a utilisé les "rayons canaux" observés se déplacer contre le flux d'électrons dans tubes à rayons cathodiques. Après l'électron a été retiré de particules à l'intérieur du tube à rayons cathodiques ils se sont chargées positivement et déplacés vers la cathode. La plupart des particules chargées passe à travers la cathode, étant perforé, et produit une lumière sur le verre. À ce stade, Goldstein a cru qu'il avait découvert le proton. Quand il a calculé le rapport de la charge à la masse de cette nouvelle particule (qui dans le cas de l'électron est avéré être la même pour tous les gaz qui a été utilisé dans le tube à rayons cathodiques) se est révélé être différents lorsque les gaz utilisés ont été modifiés. La raison en est simple. Quel Goldstein supposé être un proton était en fait un ion. Il a abandonné son travail là-bas, mais a promis que «il reviendrait." Cependant, il a été largement ignorée.
Antiprotons
Le antiparticule du proton est l'antiproton. Il a été découvert en 1955 par Emilio Segré Owen Chamberlain, pour lesquels ils ont reçu le 1959 Prix Nobel de Physique .
CPT-symétrie impose des contraintes fortes sur les propriétés relatives des particules et donc antiparticules, et est ouvert à des tests rigoureux. Par exemple, les frais de proton et l'antiproton doivent totaliser exactement zéro. Cette égalité a été testé pour une partie sur 10 8. L'égalité de leurs masses est également testé pour mieux qu'une partie sur 10 8. En tenant antiprotons dans un Penning piège, l'égalité du rapport charge à masse du proton et l'antiproton a été testé pour une part à 9 × 10 11. Le le moment magnétique de l'antiproton a été mesurée avec l'erreur de 8 × 10 -3 nucléaire Magnétons Bohr, et se avère être égale et opposée à celle du proton.
La physique de haute énergie
En raison de leur stabilité et de masse importante (par rapport à électrons ), les protons sont bien adaptés à une utilisation dans collisionneurs de particules comme le Large Hadron Collider CERN et le Tevatron au Fermilab. Les protons constituent aussi une grande majorité de la rayons cosmiques qui empiètent sur l' atmosphère de la Terre . De telles collisions de protons à haute énergie sont plus compliqués à étudier que les collisions électron, en raison de la nature composite du proton. Comprendre les détails de la structure du proton nécessite chromodynamique quantique.
