Di William HirschAggiornato il 30 agosto 2022
I protoni sono particelle subatomiche che, insieme ai neutroni, formano il nucleo di un atomo. Sebbene leggermente più leggero dei neutroni, un protone è circa 1.836 volte più pesante di un elettrone, con una massa di 1,6726×10⁻²⁷kg. Pur essendo una particella composita, la sua carica elettrica positiva è fondamentale per la struttura atomica.
I protoni non sono elementari; sono costituiti da tre quark di valenza legati dalla forza forte, un fatto che è alla base della loro stabilità e interazioni.
La carica positiva dei protoni tiene insieme il nucleo attraverso l'attrazione elettrostatica e crea il campo elettrico che mantiene gli elettroni in orbita. Il conteggio dei protoni, indicato dal numero atomico (Z), identifica in modo univoco ciascun elemento chimico.
Nella fisica delle alte energie, i fasci di protoni vengono accelerati a velocità relativistiche e si scontrano per sondare le forze e le particelle fondamentali. Il Large Hadron Collider (LHC) del CERN utilizza potenti magneti superconduttori per guidare i protoni attorno a un anello di 27 chilometri prima delle collisioni frontali, rivelando strutture subnucleari e testando modelli teorici. Tali esperimenti mirano anche a ricreare il plasma di quark e gluoni che esisteva poco dopo il Big Bang.
All’interno dei nuclei stellari, i protoni subiscono la fusione nucleare a temperature intorno a 1 milione di°C. La fusione fonde i nuclei più leggeri in quelli più pesanti, liberando energia perché la massa finale è inferiore alla somma delle masse iniziali. L'equivalenza massa-energia di Einstein (E=mc²) spiega questo rilascio di energia, che alimenta il Sole e altre stelle.
