Prooton

Prooton on subatomaarne osake, mis koosneb kvarkidest ja gluuonist, mis moodustavad liitosakese, hadroni. Prooton on positiivse elektrilaenguga (1e ehk 1,602 × 10⁻¹⁹ C) barüon (barüonlaenguga 1). Prooton on fermion (kõigi fermionide spinn on 1/2).

Prootonid ja neutronid (ühise nimetajaga nukleonid) moodustavad koos aatomituuma. Prootonite arv aatomituumas määrab ära keemilise elemendi. Sama prootonite arvuga, kuid erineva neutronite arvuga aatomid on üksteise isotoobid.

Kergeima keemilise elemendi – vesiniku – tuum on üksik prooton (selles tuumas ei ole neutroneid). Neutron või neutronid on aga vesiniku isotoopide tuumades. Deuteeriumi tuumas 1 neutron ja triitiumi tuumas 2 neutronit. Keemias mõistetakse prootonit kui vesiniku positiivset iooni, mida tähistatakse H⁺.

Üldised omadused

Prootoni seisumass on 938,272309(28) MeV/c² ehk 1,0073 amü ehk 1,6726 × 10⁻²⁷ kilogrammi ning läbimõõt umbes 1,5×10⁻¹⁵m (ehk 1,5 fm). Prooton on liitosake, mis koosneb kahest u-kvargist ja ühest d-kvargist, mis igaüks kannavad erinevat värvilaengut. Kvarke hoiab prootonis koos erinevate värvilaengutega osakeste vahel toimiv tugev vastasmõju. Prootoni enda summaarne värvilaeng on 0 (neutraalne).

Prootoni eluiga

Prooton on stabiilne elementaarosake elueaga üle 1,9 × 10²⁹ aastat. Selle põhjuseks on barüonlaengu jäävuse seadus. Prooton (barüonlaenguga 1) on kõige kergem barüon.

Prooton saab muutuda neutroniks elektronhaarde teel, mille puhul raskemaks osakeseks muutumiseks vajalik lisaenergia saadakse elektronilt.

${\displaystyle {\hbox{p}}+{\hbox{e}}^{-}\to {\hbox{n}}+{\nu }_{\mathrm {e} }}$

Tuuma sees võib prooton muutuda neutroniks ka beetalagunemise teel, mis toimub tänu nõrgale vastastikmõjule. Selline protsess saab toimuda ainult seetõttu, et prooton saab muutumiseks vajaliku lisaenergia tänu tuuma seoseenergia vähenemisele.

${\displaystyle {\hbox{p}}\to {\hbox{n}}+{\hbox{e}}^{+}+{\nu }_{\mathrm {e} }}$

Beetalagunemine toimub ebastabiilsetes aatomituumades. Kui tuumas on neutroneid vähem kui stabiilses tuumas, siis muutub prooton neutroniks. Kui tuumas on neutroneid rohkem kui stabiilses tuumas, siis muutub neutron prootoniks.

${\displaystyle {\hbox{n}}\to {\hbox{p}}+{\hbox{e}}^{-}+{\overline {\nu }}_{\mathrm {e} }}$