מהו פרוטון?
פרוטון הוא חלקיק תת אטומי. כלומר זהו חלקיק שנמצא בתוך מבנה האטום. הוא מאופיין בעל מטען חיובי ומסה הגדולה כמעט פי אלפיים מאלקטרון.
המונח פרוטון מקורו ביוונית פּרוֹטוֹן, שפירושו ראשון. הסיבה לכך היא שפרוטונים ונייטרונים נחשבו זה מכבר כחלקיקים בלתי ניתנים לחלוקה שמהם החומר החל להתארגן.
עם זאת, ראיות הראו כי הפרוטון מורכב ממבנים קטנים יותר שהם החלקיקים היסודיים האמיתיים.
גילוי הפרוטון
מי גילה את הפרוטון היה הכימאי והפיזיקאי הבריטי ארנסט רתרפורד (1871-1937). לאחר התנסות בגז חנקן וגילוי סימנים של מה שנראה כגרעיני מימן, הגיע רתרפורד למסקנה כי גרעינים אלה הם ככל הנראה חלקיקים בסיסיים.
למרות שרעיון זה היה מובן מאליו במשך רוב המאה העשרים, משנות השבעים ואילך, הוכחות מדעיות הראו כי הפרוטון מורכב מחלקיקים קטנים אחרים הנקראים הדרון ומזונים, שהם, למעשה, החלקיקים היסודיים האמיתיים מאז ועד כעת, אין שום עדות לכך שהם יכולים להתחלק עוד יותר או שהם מכילים מבנים אחרים בתוכם.
עשרות שנים לפני גילויו של רתרפורד, הפיזיקאי הגרמני יוג'ין גולדשטיין הציע את רעיון הפרוטונים. עם זאת, רעיונותיו לא נלקחו בחשבון.
מאפייני פרוטון
לפרוטונים המאפיינים הבאים:
- לפרוטונים יש מטען חיובי של 1 (1.6 x 10-19 קולומבס)
- הם חלקיקים מורכבים: פרוטונים מורכבים ממבנים קטנים יותר, הנקראים הדרונים, אשר בתורם מורכבים קווארקים.
- לפרוטונים שלושה קווארקים: שניים טעונים חיובי (מרומם) וטעינה שלילית (קווארק למטה).
- מחצית החיים של פרוטון הוא בן 1035 שנים.
- לפרוטון יש אנטי חלקיק, הנקרא antiproton, המאופיין בעל מטען שלילי.
- פרוטונים ונויטרונים נמצאים בגרעין האטום, לכן הם נקראים גם גרעינים.
- המסה של פרוטון הוא גדול פי 1836 מזה של אלקטרון.
- הפרוטון מודד רוחב 0.88 פמטומטר (10 -15 מטר).
