Proton

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök
Proton
Grundläggande egenskaper[1]
Klassifikation Fermion
Hadron
Baryon
Nukleon
Sammansättning 2 uppkvarkar
1 nerkvark
Quark structure proton.svg
Växelverkan Stark växelverkan
Svag växelverkan
Elektromagnetisk växelverkan
Gravitation
Antipartikel Antiproton
Historia
Teoretiserad William Prout (1815)
Upptäckt Ernest Rutherford (1917–1919, namngiven av honom 1920)
Fysikaliska egenskaper[1]
Laddning e
1,602 · 10−19 C
Massa 1,007 276 466 812(90) u
1,672 621 777(74) · 10−27 kg
1836,152 672 45(75) me
938,272 046(21) MeV/c2
Medellivslängd > 2,1 · 1029 a (stabil)
Kärnradie 0,8775(51) fm
Elektriskt dipolmoment < 5,4 · 10−24 e · cm
Elektrisk polariserbarhet 1,20(6) · 10−3 fm3
Magnetiskt moment 1,410 606 743(33) · 10−26 J / T
1,521 032 210(12) · 10−3 μB
2,792 847 356(23) μN
Magnetisk polariserbarhet 1,9(5) · 10−4 fm3
Spinn 1/2
Isospinn 1/2 (z-komponent +1/2)
Paritet +1
Kondenserad I(JP) = 1⁄2(1⁄2+)
g-faktor 5,585 694 713(46)
Comptonspridning 1,321 409 856 23(94) · 10−15 m
Gyromagnetisk kvot 2,675 222 005(63) · 108 1(sT)

En proton ({p}) är en positivt laddad subatomär partikel som tillsammans med neutroner bildar atomkärnor. Antalet protoner i atomkärnan bestämmer av vilket grundämne atomen är och ger grundämnet dess atomnummer.

Historia[redigera | redigera wikitext]

Protonen upptäcktes 1918 av Ernest Rutherford när han sköt alfapartiklar in i kvävgas vilket på hans instrument gav samma utslag som för vätekärnor (= protoner).

Intern struktur[redigera | redigera wikitext]

Detta avsnitt är en sammanfattning av Kvantkromodynamik

Den elektriska laddningen för en proton är en elementarladdning e = 1,602·10-19 coulomb. Massan är 1,6726·10-27 kg (1,00727647 u, 938,27 MeV) vilket är 1836,15 gånger elektronens massa. De två noggrannaste mätningarna av en protons radie har givit resultaten 0.805 ± 0.011 och 0.862 ± 0.012 femtometer. Protonen är en baryon uppbyggd av tre kvarkar, två upp-kvarkar med laddning +⅔ e och en ner-kvark med laddning - ⅓ e med sinsemellan olika färgladdningar.

Massans ursprung[redigera | redigera wikitext]

Kvarkarnas vilomassor uppskattas till 10 MeV. Det utgör bara en bråkdel av protonens massa – resten är kinetisk energi och bindningsenergi. Man kan göra en grov uppskattning med en enkel överslagsberäkning. Heisenbergs osäkerhetsprincip ger rörelsemängden för en kvark i en låda med protonens mått som p = h/(2πr). Dessa kvarkar är relativistiska, så att deras kinetiska energi kan approximeras med E = pc = hc/(2πr). Med Plancks strukna konstant som 0,66.10-15 eV·s och protonradie som 0,8.10-15 m får vi i grova tal m = 3.108 eV = 300 MeV per kvark.

Stabilitet[redigera | redigera wikitext]

Enligt supersymmetriteorin ska protoner kunna sönderfalla med en halveringstid på minst 1030 år, vilket är längre än universums ålder. Man har aldrig kunnat observera ett protonsönderfall, men experimenten har visat att halveringstiden är åtminstone 1033 år. Dessa mätningar är viktiga eftersom om protoner sönderfaller kommer de förr eller senare att övergå till positroner.

Antalet protoner i universum uppskattas till 1080[källa behövs][när?].

Kemi[redigera | redigera wikitext]

Inom kemin och biokemin betraktar man protonen som en vätejon, betecknas H+. I detta sammanhang betraktas en protondonator som en syra och en protonacceptor som en bas.

Källor[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ [a b] Die Angaben über die Teilcheneigenschaften der Infobox sind, wenn nicht anders angegeben, entnommen aus der Veröffentlichung der CODATA Task Group on Fundamental Constants: ”CODATA Recommended Values” (på engelska). National Institute of Standards and Technology. http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Results?search_for=proton. Läst 22 juni 2011. 

Externa länkar[redigera | redigera wikitext]