Un proton est une particule subatomique présente dans le noyau de tous les atomes conventionnels. Le seul endroit où vous pouvez trouver de la matière sans protons est une étoile à neutrons ou le cœur de puissants accélérateurs de particules. Le proton a une charge positive, qui équilibre la charge négative dans les atomes, les électrons. Si un atome présente un déséquilibre de protons ou de neutrons, il n’est plus neutre et devient une particule chargée, également appelée ion.
Il est difficile de déterminer qui, exactement, a découvert le proton. Les scientifiques ont théorisé l’existence de particules chargées positivement après la découverte de l’électron par JJ Thomson en 1897. Cependant, Ernest Rutherford est souvent crédité de la découverte, sur la base de ses expériences en 1918.
Rutherford a tiré des particules alpha, qui sont essentiellement des noyaux d’hélium sans électrons, dans un gaz d’azote. Ses détecteurs ont trouvé la signature caractéristique des noyaux d’hydrogène produits. Après y avoir réfléchi un moment, il s’est rendu compte que ces noyaux d’hydrogène ne pouvaient provenir que de l’azote gazeux. Cela a conduit à la théorie selon laquelle le noyau d’un atome d’hydrogène était une particule élémentaire, le proton, et que les protons pouvaient être trouvés dans le noyau de tous les atomes.
Les propriétés des atomes sont définies par le nombre d’électrons, de neutrons et de protons qu’ils possèdent. Cependant, le nombre de protons est la variable la plus significative. Cette variable est si importante, en fait, que le nombre de protons dans le noyau d’un atome est appelé numéro atomique, et les atomes sont nommés en fonction du nombre de protons qu’ils ont.
Le numéro atomique est la caractéristique la plus pertinente physiquement d’un atome. Les atomes de faible numéro atomique sont les plus répandus dans l’univers, car ils sont les plus faciles à former. C’est pourquoi l’hydrogène et l’hélium sont les éléments les plus abondants dans l’univers.
En 1955, le jumeau maléfique du proton, l’antiproton, a été découvert. Au lieu d’avoir une charge positive, il a une charge négative. Comme toute antimatière, elle explose au contact de la matière normale.
Les protons sont également un favori parmi les physiciens expérimentaux qui aiment les accélérer à des fractions significatives de la vitesse de la lumière. Les protons balistiques sont à l’origine de nombreuses découvertes dans l’immense zoo de particules généré par la physique du 20e siècle. Contrairement à leurs cousins, les neutrons, les protons sont stables en dehors d’un noyau atomique, ce qui les rend utiles à des fins d’expérimentation.