Protón
Sabías ...
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 La estructura quark del protón. | |
| Composición | 2 arriba, 1 abajo |
|---|---|
| Estadística | Fermión |
| Interacciones | La gravedad , electromagnética , Débil, Fuerte |
| Símbolo | p + |
| Antipartícula | Antiprotón |
| Teorizado | William Prout (1815) |
| Descubierto | Ernest Rutherford (1919) |
| Masa | 1,672 621 71 (29) × 10 -27 kg 938.272 029 (80) MeV / c 2 1.007 276 466 88 (13) u |
| Carga eléctrica | 1,602 176 53 (14) × 10 -19 C |
| Vuelta | ½ |
En la física , el protón ( griego πρώτον / protón = primero) es un partícula subatómica con una carga eléctrica de una positiva unidad fundamental (1.602 × 10 -19 coulomb), un diámetro de aproximadamente 1,6 a 1,7 x 10 -15 m, y una masa de 938.27231 (28) MeV / c 2 ( 1,6726 × 10 -27 kg), 1.007 276 466 88 (13) u o alrededor de 1836 veces la masa de un electrón .
Los protones son spin-media fermiones y están compuestas por tres quarks , haciéndolas bariones. Los dos quarks up y un quark down del protón se mantienen unidos por la la fuerza fuerte, mediada por gluones.
Los protones y los neutrones son ambos nucleones, que pueden estar vinculados por el fuerza nuclear en los núcleos atómicos . El núcleo de la más común isótopo del hidrógeno átomo es un solo protón (que no contiene neutrones). Los núcleos de hidrógeno pesado ( deuterio y tritio) contiene neutrones. Todos los otros tipos de átomos se componen de dos o más protones y diferentes números de neutrones. El número de protones en el núcleo determina las propiedades químicas del átomo y por lo tanto que elemento químico está representado; es el número de neutrones y dos protones en una nucleido que determinan el particular, isótopo de un elemento.
Historia
Ernest Rutherford generalmente se le atribuye el descubrimiento del protón. En 1918 Rutherford se dio cuenta de que cuando las partículas alfa fueron fusilados en gas nitrógeno, su detectores de centelleo mostraron las firmas de los núcleos de hidrógeno. Rutherford determinó que el único lugar este hidrógeno podría haber venido de fue el nitrógeno, y por lo tanto el nitrógeno debe contener núcleos de hidrógeno. Por ello, sugiere que el núcleo de hidrógeno, que se sabe que tienen un número atómico de 1, fue un partícula elemental.
Antes de Rutherford, Eugene Goldstein había observado rayos canales, que se componen de carga positiva iones . Tras el descubrimiento de la electrónica por JJ Thomson , Goldstein sugirió que, dado que el átomo es eléctricamente neutro debe haber una partícula cargada positivamente en el átomo y trató de descubrir. Él utilizó los "rayos canales" observadas a estar en movimiento en contra del flujo de electrones en tubos de rayos catódicos. Después de que el electrón se había retirado de las partículas en el interior del tubo de rayos catódicos que quedaron cargados positivamente y se trasladó hacia el cátodo. La mayor parte de las partículas cargadas pasan a través del cátodo, que está perforada, y produjo un resplandor en el vidrio. En este punto, Goldstein creía que había descubierto el protón. Cuando se calcula la relación de carga a la masa de esta nueva partícula (que en el caso del electrón se encontró que era el mismo para cada gas que se utilizó en el tubo de rayos catódicos) se encontró que era diferente cuando los gases utilizados fueron cambiados. La razón era simple. ¿Qué Goldstein supone que es un protón era en realidad un ion. Renunció a su trabajo allí, pero prometió que "iba a regresar." Sin embargo, fue ampliamente ignorado.
Antiprotón
La antipartícula del protón es el antiprotón. Fue descubierto en 1955 por Emilio Segre y Owen Chamberlain, para el que fueron galardonados con el 1959 Premio Nobel de Física .
CPT-simetría plantea fuertes restricciones sobre las propiedades relativas de partículas y antipartículas y, por lo tanto, está abierto a pruebas rigurosas. Por ejemplo, las cargas de la protones y antiprotones deben sumar exactamente cero. Esta igualdad se ha probado para una parte en 10 8. La igualdad de sus masas también se prueba para mejor que una parte en 10 8. Con la celebración de antiprotones en un Penning trampa, la igualdad de la relación de carga a masa del protón y el antiprotón se ha probado a 1 parte en 9 × 10 11. La momento magnético del antiprotón se ha medido con el error de 8 × 10 -3 nuclear Magnetrones Bohr, y se encuentra que ser igual y opuesta a la del protón.
La física de alta energía
Debido a su estabilidad y la masa grande (en comparación con los electrones ), los protones son muy adecuados para utilizar en colisionadores de partículas, tales como la Gran Colisionador de Hadrones CERN y el Tevatron en Fermilab. Los protones también constituyen una gran mayoría de la los rayos cósmicos que inciden en la atmósfera de la Tierra . Tales colisiones de protones de alta energía son más complicados de estudiar que las colisiones de electrones, debido a la naturaleza compuesta del protón. Entender los detalles de la estructura de protones requiere cromodinámica cuántica.
