Protoni

Il protone è una particle subatomica con carica elettrica positiva pari a +e; insieme al neutrone forma il nucleo degli atomi. È una delle principali componenti della materia visibile e determina l'identità chimica dell'elemento tramite il numero atomico Z.

È un baryone, composto da tre quark: due quark up e un quark down (uud). Ha massa circa 1,6726×10^-27 kg (circa 938 MeV/c^2) e spin 1/2. La carica è +e; il raggio di carica effettivo è circa 0,84-0,87 femtometri e il momento magnetico è circa 2,79 nuclear magnetons. La massa del protone è circa 1836 volte quella dell'elettrone.

Ruolo e struttura: i protoni e i neutroni formano i nuclei; la forza nucleare forte, mediata dai gluoni, li tiene legati. Il numero di protoni determina l'elemento e il rapporto tra neutroni e protoni (N/Z) influisce sulla stabilità nucleare.

Storia: Ernest Rutherford identificò i protoni nel 1917 come costituenti del nucleo dell'idrogeno; il termine protone fu probabilmente coniato da Rutherford negli anni successivi. Dal punto di vista subnucleare, i protoni non sono particelle elementari: sono composti da quark up e down legati da gluoni, descritti dalla cromodinamica quantistica (QCD). Esperimenti di scattering hanno rivelato la loro struttura interna.

In fisica moderna, i protoni sono spesso accelerati in collisori e studiati per comprendere la materia nucleare e le particelle elementari, testando modelli del nucleoni e della loro dinamica. Le proprietà di carica, forma e distribuzione interna restano aree di ricerca attive.