Un protone è una particella subatomica che si trova nel nucleo di tutti gli atomi convenzionali. L’unico posto in cui puoi trovare materia senza protoni è in una stella di neutroni o nel nucleo di potenti acceleratori di particelle. Il protone ha una carica positiva, che bilancia la carica negativa negli atomi, gli elettroni. Se un atomo ha uno squilibrio di protoni o neutroni, non è più neutro e diventa una particella carica, nota anche come ione.
È difficile determinare chi, esattamente, abbia scoperto il protone. Gli scienziati hanno teorizzato l’esistenza di particelle cariche positivamente dopo la scoperta dell’elettrone da parte di JJ Thomson nel 1897. Tuttavia, a Ernest Rutherford viene spesso attribuita la scoperta, basata sui suoi esperimenti nel 1918.
Rutherford ha sparato particelle alfa, che sono essenzialmente nuclei di elio senza elettroni, in un gas di azoto. I suoi rivelatori hanno trovato la caratteristica firma dei nuclei di idrogeno prodotti. Dopo averci pensato per un po’, si rese conto che questi nuclei di idrogeno potevano provenire solo dal gas azoto. Ciò portò alla teoria che il nucleo di un atomo di idrogeno fosse una particella elementare, il protone, e che i protoni si potessero trovare nei nuclei di tutti gli atomi.
Le proprietà degli atomi sono definite dal numero di elettroni, neutroni e protoni che possiedono. Tuttavia, il numero di protoni è la variabile più significativa. Questa variabile è così significativa, infatti, che il numero di protoni nel nucleo di un atomo viene chiamato numero atomico e gli atomi vengono nominati in base al numero di protoni che hanno.
Il numero atomico è la caratteristica fisicamente più rilevante di un atomo. Gli atomi con un numero atomico basso sono i più diffusi nell’universo, perché sono i più facili da formare. Questo è il motivo per cui l’idrogeno e l’elio sono gli elementi più abbondanti nell’universo.
Nel 1955 fu scoperto il gemello malvagio del protone, l’antiprotone. Invece di avere una carica positiva, ne ha una negativa. Come tutta l’antimateria, esplode a contatto con la materia normale.
I protoni sono anche i preferiti dai fisici sperimentali che amano accelerarli a frazioni significative della velocità della luce. I protoni balistici sono responsabili di molte scoperte nell’enorme “Zoo delle particelle” generato dalla fisica del XX secolo. A differenza dei loro cugini, i neutroni, i protoni sono stabili al di fuori di un nucleo atomico, il che li rende utili ai fini della sperimentazione.