Door William HirschBijgewerkt 30 augustus 2022

Fysieke eigenschappen

Protonen zijn subatomaire deeltjes die samen met neutronen de kern van een atoom vormen. Hoewel iets lichter dan neutronen, is een proton ongeveer 1.836 keer zwaarder dan een elektron, met een massa van 1,6726×10⁻²⁷kg. Ondanks dat het een samengesteld deeltje is, is de positieve elektrische lading ervan fundamenteel voor de atomaire structuur.

Protonen zijn niet elementair; ze bestaan uit drie valentie-quarks die gebonden zijn door de sterke kracht, een feit dat ten grondslag ligt aan hun stabiliteit en interacties.

Functie in het Atoom

De positieve lading van protonen houdt de kern bij elkaar door middel van elektrostatische aantrekking en creëert het elektrische veld dat elektronen in een baan om de aarde houdt. Het aantal protonen (aangegeven met het atoomnummer (Z)) identificeert elk chemisch element op unieke wijze.

Experimenteel gebruik

In de hoge-energiefysica worden protonenbundels versneld tot relativistische snelheden en botsen ze om fundamentele krachten en deeltjes te onderzoeken. De Large Hadron Collider (LHC) van CERN maakt gebruik van krachtige supergeleidende magneten om protonen rond een ring van 27 kilometer te geleiden voordat ze frontaal botsen, waardoor subnucleaire structuren zichtbaar worden en theoretische modellen worden getest. Dergelijke experimenten zijn er ook op gericht het quark-gluon-plasma na te bootsen dat kort na de oerknal bestond.

Energie voor sterren

In stellaire kernen ondergaan protonen kernfusie bij temperaturen rond de 1 miljoen °C. Bij fusie worden lichtere kernen samengevoegd met zwaardere kernen, waarbij energie vrijkomt omdat de uiteindelijke massa kleiner is dan de som van de initiële massa's. Einsteins massa-energie-equivalentie (E=mc²) verklaart deze energievrijgave, die de zon en andere sterren aandrijft.