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 0813(58)[1] MeV/c2
1,672 621 898(21) × 10–27[2] kg
Elektrický náboj: +1 e
1,602 176 6208(98) × 10–19[3] C
Magnetický moment: 2,792 847 3508(85)[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 však může rozpadat s poločasem rozpadu přes 1035 roků. Ověření této hypotézy je zatím 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. Měření ukazují, že kvarky i gluony přispívají k celkovému spinu protonu přibližně po 25% a chybějící příspěvek se nazývá krizí protonového spinu.[6] 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 neutrálního 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 2014. Dostupné online. NIST, 2014 (anglicky)
  2. Adjustace konstant CODATA 2014. Dostupné online. NIST, 2014 (anglicky)
  3. Adjustace konstant CODATA 2014. Dostupné online. NIST, 2014 (anglicky)
  4. Adjustace konstant CODATA 2014. Dostupné online. NIST, 2014 (anglicky)
  5. a b OLIVE, K. A., et al. (Particle Data Group) The Review of Particle Physics. Chinese Physics C [online]. , srpen 2014, svazek 38, čís. 9:090001, kapitola N baryons. Dostupné online. PDF: [1].ISSN 1674-1137. DOI:10.1088/1674-1137/38/9/090001.  (anglicky) 
  6. http://www.sciencedaily.com/releases/2014/11/141104111150.htm - Physicists narrow search for solution to proton spin puzzle

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]