Proton

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Tento článek pojednává o částici. Další významy jsou uvedeny v článku Proton (rozcestník).
Proton (p+)
Quark structure proton.svg
Vnitřní struktura protonu: dva kvarky u a jeden kvark d.
Obecné vlastnosti
Klasifikace: Hadrony
Baryony
Nukleony
Složení: 2 kvarky u, 1 kvark d
Antičástice: antiproton
Fyzikální vlastnosti
Klidová hmotnost: 938,272 046(21)[1] MeV/c2
1,672 621 777(74) × 10–27[2] kg
Elektrický náboj: +1 e
1,602 176 565(35) × 10–19[3] C
Magnetický moment: 2,792 847 350(9)[4] μN
Dipólový moment: < 5,4 × 10−24[5] e · cm
Spin: 12
Izospin: 12
Stř. doba života: > 2,1 × 1029 roků[5] (stabilní)
Interakce: elektromagnetická síla, slabá interakce, silná interakce
Historie
Předpověď: William Prout (1815)
Objev: Ernest Rutherford (1919)

Ve fyzice je proton subatomární částice s kladným elementárním elektrickým nábojem tj. 1,6 × 10−19 C a hmotností 938 MeV/c2 (1,67 × 10−27 kg, odpovídající přibližně hmotnosti 1836 elektronů). Proton je považován za stabilní částici. Podle některých teorií se ovšem může rozpadat s poločasem rozpadu přes 1035 roků. Ověření této hypotézy je ovšem mimo rozlišovací schopnosti současných experimentálních zařízení, rozpad protonu nebyl dosud pozorován.

Proton je hmotná částice se spinem \frac{1}{2} a izospinem \frac{1}{2}. Proton řadíme mezi fermiony a baryony. Skládá se ze dvou kvarků u a jednoho d, které se přitahují silnou interakcí, zprostředkovanou gluony. Antičásticí protonu je antiproton, který má stejně veliký náboj opačného znaménka. Protony a neutrony se často označují společným názvem jako tzv. nukleony.

Proton je společně s neutronem a elektronem základní stavební částicí veškeré známé hmoty, neboť má vliv na vlastnosti atomu.

Jádro nejběžnějšího izotopu vodíku je jediný proton. Ostatní atomární jádra se skládají z protonů a neutronů přitahovaných k sobě silnou interakcí. Protonové číslo určuje chemické vlastnosti atomu jako chemického prvku, protože se mu rovná počet elektronů v obalu atomu.

Protože elektromagnetická síla je řádově silnější než gravitační síla, musí být náboj protonu stejně veliký jako náboj elektronu, jinak by celková odpudivost kladně či záporně (dle toho, který by byl větší — atomy by nebyly elektricky neutrální) způsobila viditelnou rozpínavost vesmíru a těles přitahovaných k sobě gravitační silou (planet, hvězd, apod.).

V chemii a biochemii je proton označení pro ion vodíku.

Historie[editovat | editovat zdroj]

Proton objevil Ernest Rutherford v r. 1918. Pozoroval, že částice alfa vystřelované do plynného dusíku, se v jeho scintilačním detektoru jeví stejně jako jádra vodíku. Rutherford určil, že zdrojem jader vodíku musí být dusík, a proto musí obsahovat jádra vodíku. Myslel si, že jádra vodíku, o nichž věděl, že mají atomové číslo 1, jsou elementární částice. Proto je pojmenoval proton, dle řeckého protos, první.

Technologické užití[editovat | editovat zdroj]

Protony mají vlastnost spin, byla objevena při nukleární magnetické resonanční spektroskopii. Při NMR se magnetické pole užívá k detekci stínění okolo protonů v jádře látky, které způsobuje okolní mrak elektronů. Vědci z něj mohou získat informace o uspořádání molekulární struktury látky.

Související články[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Adjustace konstant CODATA 2010. Dostupné online. NIST, 2010 (anglicky)
  2. Adjustace konstant CODATA 2010. Dostupné online. NIST, 2010 (anglicky)
  3. Adjustace konstant CODATA 2010. Dostupné online. NIST, 2010 (anglicky)
  4. MOOSER, A., a kol. Direct high-precision measurement of the magnetic moment of the proton. Nature [online]. , 28. květen 2014, svazek 509, čís. 7502, s. 596–599. Dostupné online. ISSN 1476-4687. DOI:10.1038/nature13388.  (anglicky) 
  5. a b BERINGER, J., et al. (Particle Data Group) The Review of Particle Physics. Physical Review D [online]. , 20. červenec 2012, svazek 86, čís. 1:010001, kapitola N baryons. Dostupné online. ISSN 1550-2368. DOI:10.1103/PhysRevD.86.010001.  (anglicky) 

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

  • Galerie Proton ve Wikimedia Commons
  • Slovníkové heslo proton ve Wikislovníku