Protón para niños
Datos para niños Protón p, p+, N+ |
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 Estructura de cuarks de un protón.
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| Composición | 2 cuark arriba, 1 cuark abajo | |
| Familia | Fermión | |
| Grupo | Hadrón | |
| Interacción | Gravedad, Débil, Nuclear fuerte o Electromagnética | |
| Antipartícula | Antiprotón | |
| Teorizada | William Prout (1815) | |
| Descubierta | observado como H+ por Eugen Goldstein (1886); identificado en otros núcleos (y nombrado) por Ernest Rutherford (1917-1920) | |
| Masa | 1,672 621 923 69 × 10−27 kg 938,272 088 16(29) MeV/c2 1,007 276 466 621(53) Da |
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| Vida media | 3,6 × 1029 años | |
| Carga eléctrica | 1 e 1,602 176 634 × 10–19 C |
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| Radio de carga | 0,8414(19) fm | |
| Dipolo eléctrico | <5,4 × 10−24 e·cm | |
| Polarizabilidad | 1,20(6) × 10−3 fm³ | |
| Momento magnético | 2,792 847 344 63(82) μN | |
| Polarizabilidad magnética | 1,9(5) × 10−4 fm³ | |
| Espín | 1⁄2 | |
| Isospín | 1⁄2 | |
| Paridad | +1 | |
| Condensado | I(JP) = 1/2(1/2+) | |
El protón es una partícula subatómica muy importante. Su nombre viene del griego "prōton", que significa "primero". Tiene una carga eléctrica positiva, igual a la del electrón pero con signo opuesto. Su masa es unas 1836 veces mayor que la de un electrón.
Los protones son muy estables. Se cree que su vida útil es de al menos 3,6 × 1029 años. Esto es un tiempo increíblemente largo. Aunque se pensó que era una partícula básica, ahora sabemos que el protón está hecho de otras partículas más pequeñas.
Contenido
¿Qué es un Protón?
Un protón es una partícula que forma parte del núcleo atómico de todos los átomos. Junto con los neutrones, los protones se llaman nucleones. El número de protones en el núcleo de un átomo es lo que define qué elemento químico es. Por ejemplo, el átomo de hidrógeno más común tiene solo un protón en su núcleo.
Composición del Protón
Los protones no son partículas simples. Están compuestos por tres cuarks: dos cuarks "arriba" y un cuark "abajo". Estos cuarks están unidos por una fuerza muy fuerte, llamada fuerza nuclear fuerte, que es transmitida por partículas llamadas gluones.
La mayor parte de la masa de un protón no viene de la masa de los cuarks, sino de la energía que los mantiene unidos. Los protones tienen un tamaño muy pequeño, de aproximadamente 0,84 fm (un femtómetro es una milbillonésima parte de un metro).
¿Cómo se comportan los Protones?
Aunque los protones tienen la misma carga positiva y se repelen entre sí, la fuerza nuclear fuerte es tan poderosa que los mantiene unidos en el núcleo del átomo. Sin embargo, en átomos muy grandes, esta repulsión puede hacer que el núcleo se vuelva inestable.
Los protones libres pueden encontrarse en la Tierra, por ejemplo, durante las tormentas eléctricas. En el espacio, los protones libres pueden unirse a electrones para formar átomos de hidrógeno neutros. Estos átomos de hidrógeno son muy comunes en las nubes de gas del espacio.
Los protones también se usan en la tecnología, como en los aceleradores de partículas para la terapia de protones o en experimentos científicos.
¿Quién Descubrió el Protón?
El descubrimiento del protón se atribuye principalmente a Ernest Rutherford.
Primeras Observaciones de Partículas Positivas
En 1886, antes de Rutherford, Eugene Goldstein observó unos "rayos canales" que estaban hechos de partículas con carga positiva. Él pensó que, si los átomos eran neutros, debían tener partículas positivas para equilibrar la carga negativa de los electrones. Sin embargo, sus trabajos no fueron muy reconocidos en ese momento.
El Trabajo de Ernest Rutherford
En 1919, Ernest Rutherford realizó un experimento. Disparó partículas alfa contra un gas de nitrógeno. Sus detectores mostraron que aparecían núcleos de hidrógeno. Rutherford se dio cuenta de que estos núcleos de hidrógeno debían venir del nitrógeno. Por eso, sugirió que el núcleo de hidrógeno, que ya se sabía que tenía un número atómico de 1, era una partícula fundamental. A esta partícula la llamó protón.
Protones en la Física de Partículas
Estabilidad del Protón
Los protones son las partículas más ligeras de su tipo (llamadas bariones). Por eso, se cree que son muy estables y no se desintegran por sí solos. Hasta ahora, nadie ha observado un protón libre desintegrarse.
Algunas teorías científicas muy avanzadas sugieren que los protones podrían desintegrarse en otras partículas, pero esto no se ha confirmado. Experimentos en grandes laboratorios subterráneos, como el Super-Kamiokande en Japón, han buscado esta desintegración sin éxito. Esto ha demostrado que, si se desintegran, su vida útil es extremadamente larga, de más de 1033 años.
El Antiprotón
El antiprotón es la antipartícula del protón. Es como su "gemelo opuesto". Tiene la misma masa que un protón, pero su carga eléctrica es negativa. Los antiprotones son estables en el vacío. Sin embargo, si un antiprotón se encuentra con un protón, ambas partículas se aniquilan y se transforman en otras partículas de muy corta duración.
La existencia del antiprotón se propuso en la década de 1930, pero no fue hasta 1955 que fue identificado por Emilio Segre y Owen Chamberlain en la Universidad de California. Por este descubrimiento, recibieron el Premio Nobel de Física en 1959.
Protones en la Química
El Número Atómico
En química, el número de protones en el núcleo de un átomo se llama número atómico (Z). Este número es único para cada elemento químico. Por ejemplo, todos los átomos de cloro tienen 17 protones. Si un átomo tiene 17 protones, ¡es un átomo de cloro!
Las propiedades químicas de un átomo dependen del número de electrones. En un átomo neutro, el número de electrones es igual al número de protones, para que la carga total sea cero. Por ejemplo, un átomo de cloro neutro tiene 17 protones y 17 electrones.
El Catión Hidrógeno
A veces, en física y química, la palabra "protón" se usa para referirse al catión de hidrógeno (H+). Esto ocurre cuando un átomo de hidrógeno pierde su único electrón, dejando solo el protón en el núcleo.
En soluciones líquidas, este H+ no está solo. Se une rápidamente a otras moléculas, como el agua, para formar el ion hidronio (H3O+). En este contexto, una sustancia que "da" protones es un ácido, y una que los "recibe" es una base.
Usos Tecnológicos de los Protones
Los protones tienen una propiedad llamada "espín". Esta propiedad se usa en una técnica llamada resonancia magnética nuclear (RMN). Con la RMN, los científicos pueden estudiar la estructura de las moléculas. Se aplica un campo magnético a una sustancia y se detecta cómo los protones en sus núcleos reaccionan. Esto ayuda a entender cómo están organizadas las moléculas.
Galería de imágenes
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Estructura de cuarks de un protón.
Véase también
En inglés: Proton Facts for Kids
