Proton

Protonen er en positivt ladet subatomar partikel, som findes i atomkernen i alle grundstoffer. I brintatomer er der én proton i kernen. Ioniseret brint benævnes inden for kemi som H^+, og stofmængdekoncentration af H⁺ bestemmer pH. Inden for astrofysik betegnes neutral brint (1 proton + 1 elektron) med HI, og ioniseret brint (et brintatom, som har afgivet sin elektron) HII, hvor I og II står som romertal.

Proton
Kvarkstrukturen af en proton
Klassificering
Fermion Hadron Baryon Nukleon
Generelle egenskaber
Sammensætning	2 up-kvarker, 1 down-kvark
Interaktion(er)	Gravitation, Elektromagnetisme, Svag og Stærk kernekraft
Symbol	p
Antipartikel	Antiproton
Fysikke egenskaber
Masse	1,672621637(83)×10−27 kg 938,272013(23) MeV/c2 1,00727646677(10) u
Elektrisk ladning	+1 e
elektrisk dipolmoment	<<5,4×10-24 e·cm
Elektriske polarisering	1,20(6)×10−3 fm3
Magnetisk moment	2,792847351(28) μN
Magnetisk polarisering	1,9(5)×10−4 fm3
Spin	½
Isospin	½
Paritet	+1
Levetid	>1036 år (stabil)
Historie
Forudsagt	Rutherford (1920)
Opdagelse	Chadwick (1932)

Protonens masse er ${\displaystyle 1,672621154\cdot 10^{-27}}$ kg (bestemt 2008.11), hvilket svarer til ${\displaystyle 938,271742}$ MeV/c², eller 1,007276 u, og dens elektriske ladning er ${\displaystyle 1,602\cdot 10^{-19}}$ Coloumb. Denne værdi kaldes elementarladningen og betegnes e.

Protonens betydning i atomer

Antallet af protoner i en atomkerne angiver atomets atomnummer, og antallet af elektroner i det neutrale (ikke-ioniserede) atom, og derved de kemiske egenskaber.

Protonens partikelopbygning og egenskaber

Protonens 3D sandsynlighedsfordeling kan f.eks. være torus- eller ærteformet, den kan selvfølgelig også være kugleformet.^[1][2][3]

Protonen beskrives oftest, som opbygget af 3 kvarker; 2 up-kvarker og en down-kvark. Dette er dog en forsimplet sandhed, som kun beskriver forholdet af partikler, som udgør protonens ladning. Up-kvarker har en ladning på ⅔ e, og down-kvarker har en ladning på -⅓ e. Tilsammen giver dette protonen en ladning på ⅔ e + ⅔ e - ⅓ e = 1 e. I virkeligheden er protoner ikke kun opbygget af disse 3 partikler, men yderligere også af en lang række af kvark-, antikvark-par og gluoner. Dette afsløres bl.a. af protoners masse. Protoner har en masse på ~0.938 GeV/c^2, mens up-kvarkers masse er ~0.0023 GeV/c^2, og down-kvarkers masse er ~0.0048 GeV/c².

Protonen formodes at have en halveringstid på 7037100000000000000♠10³⁶ år (i praksis stabil), den henfalder efter følgende skema:
${\displaystyle {\hbox{p}}^{+}\to {\hbox{e}}^{+}\;+\;{\hbox{π}}^{0}}$
Pionen henfalder øjeblikkeligt selv;
${\displaystyle {\hbox{π}}^{0}\to {\hbox{2γ}}}$

Referencer

1. 2003-12-05, Science Daily: Zooming In On A Proton Packed With Surprises Citat: "...Depending on the angular momentum of the quarks, the proton could be spherical in shape or more like a doughnut, a pretzel or a peanut...Miller says the variety of shapes is nearly limitless, and depends on the momentum of the quarks and the angle between the spin of the quark and the spin of the proton..."
2. July 23, 2003, Physics News Update: The Proton has a Different Size in Different Nuclei Arkiveret 4. december 2003 hos Wayback Machine Citat: "...The kneading allows the constituent quarks inside the proton to spread out a bit at time, perhaps into a peanut shape, even though its average shape is round..."
3. June 30, 2006, Science Daily: Ghostly Strange Quarks Influence Proton Structure

Se også

• Elementarpartikel
• Kvantemekanik
• Atom