¿Qué son los protones?
El protón es una partícula cargada positivamente. Es uno de los componentes más importantes del átomo y es relevante para el enlace de la capa de electrones . Su carga es positiva y tiene la misma magnitud que la carga del electrón . Junto con los neutrones, los protones forman el núcleo de un átomo .
El protón no es una partícula elemental porque está formado por varios componentes. Se trata de quarks, que a su vez están unidos entre sí mediante gluones . Por tanto, las propiedades del protón están determinadas por las propiedades e interacciones de los quarks y gluones . Nota
El protón es una partícula subatómica cargada positivamente. Es uno de los componentes básicos del átomo y, por lo tanto, también se lo conoce como nucleón.
Tabla de Contenidos
¿Qué es un protón?
Un protón ( 
) es una partícula subatómica con carga positiva ( 
). Esta carga también se llama carga elemental . Su masa es ligeramente menor que la del neutrón . Junto con el neutrón , estas dos partículas se denominan nucleones . Esto significa que ambos son componentes de los núcleos atómicos .
Los protones son un componente relevante de cada átomo . Por ejemplo, el núcleo de un átomo de hidrógeno está formado por un solo protón . El número de protones en un núcleo atómico determina su número atómico . Esta cantidad es esencial y única para cada elemento de la tabla periódica .
| cargar | + 1 y C |
| masa en reposo |  kilos y |
| Descansa la energía |  MeV |
| Longitud de onda Compton |  metro |
| momento magnético |  J/T |
| factor g |  |
| Girar | 1/2 |
| promedio de vida | estable |
| interacción | fuerte gravedad electromagnética débil |
¿De qué está hecho un protón?
En el pasado se suponía que el protón era una partícula elemental. Sería por tanto indivisible y el producto más pequeño posible a la hora de descomponer la materia. Hoy sabemos que el protón en sí es una partícula compuesta. Está formado por los llamados quarks. Para decirlo más precisamente, consta de dos quarks arriba y uno abajo.
Todas estas partículas se describen en el Modelo Estándar de física de partículas . En este, los protones pertenecen a la familia de partículas de los hadrones. El término hadrones describe aquellas partículas que están formadas por quarks.
Masa de protones
La masa del protón se determina de forma especial. Ahora sabes que el protón está formado por tres quarks . Quizás ya conozcas la teoría de la relatividad . Según esto, existe una equivalencia entre masa y energía, expresada por la fórmula 
. Para explicar cómo se produce la masa del protón se necesita la teoría de la relatividad .
La masa del protón es de 80 a 100 veces mayor que la masa restante de los quarks . La masa residual es la masa reducida por la energía de enlace porque los tres quarks están unidos. Estos quarks se mantienen unidos gracias a la fuerza nuclear fuerte . La masa del protón resulta del movimiento relativista de los quarks y de las partículas portadoras de la fuerza nuclear fuerte , los llamados gluones . Esta masa también se conoce como masa invariante porque sigue siendo la misma en todos los sistemas de referencia .
Carga de protones
Cada uno de los quarks lleva una fracción de la carga elemental . En el caso del protón, está formado por dos quarks arriba y un quark abajo. Cada uno de los quarks up tiene una carga de 
y el quark down tiene una carga de 
. En conjunto, esto da como resultado exactamente una carga elemental .
Energía de protones
El protón tiene una energía en reposo de 938 megaelectrones voltios. La energía en reposo es la energía de un cuerpo o sistema en su sistema de reposo. Esto significa que proporciona información sobre la energía del protón cuando su impulso es cero. Esta energía está claramente determinada por la equivalencia de masa y energía .
Vida útil del protón
Nunca se ha observado la desintegración espontánea de protones libres . Por lo tanto, se consideran estables según los estándares actuales. Sin embargo, existen modelos teóricos que estiman posibles vidas útiles entre y años. Por supuesto, esto aún no se ha podido demostrar. 
Sin embargo, se puede observar cómo los protones se convierten en neutrones . Sin embargo, esto no sucede de forma espontánea. Este proceso requiere el suministro de energía. Esto se llama captura de electrones .
Esto 
representa el electrón, 
el neutrón y 
el electrón-neutrino. Este proceso es reversible y entonces se denomina desintegración beta .
Electrones, protones, neutrones.
Se necesitan tres partículas importantes para construir un átomo .
El electrón tiene carga negativa y es una partícula elemental . Su espín es 1/2 y tiene la masa más baja de su familia de partículas, los leptones . Los electrones se unen a los núcleos atómicos y forman su capa electrónica . Para los átomos neutros, el número de electrones que contienen es igual al número atómico .
Como el protón está formado por tres quarks , no es una partícula elemental . Tiene carga positiva y, junto con el neutrón, forma el núcleo del átomo . El neutrón y el protón también se llaman nucleones .
El neutrón también está compuesto por tres quarks . Su composición significa que el neutrón está descargado , es decir, eléctricamente neutro .
Al igual que el electrón, el protón y el neutrón tienen un espín de 1/2 y por tanto pertenecen a la familia de los fermiones.
Rompecabezas del radio de protones
Originalmente, el radio del protón se determinaba mediante experimentos de electrones, dispersión y espectroscopia en el átomo de hidrógeno. Los valores obtenidos de este modo con ambos métodos concordaban entre sí y se consideraron durante mucho tiempo una referencia. Sin embargo, en 2010, estas mediciones se vieron cuestionadas cuando un grupo de investigación internacional reemplazó el electrón del átomo de hidrógeno por un muón. El muón tiene las mismas propiedades que el electrón, pero con una masa 200 veces mayor. Esto lo hace más sensible al radio de carga del protón. Las mediciones de este hidrógeno muónico revelaron un radio más pequeño con una precisión significativamente mayor.
Luego se llevaron a cabo mediciones similares con deuterio muónico en 2016 y 2017. El deuterio también se conoce como hidrógeno pesado y está formado por un protón y un neutrón. Estas mediciones confirmaron lo encontrado con el hidrógeno muónico simple. En 2017, finalmente se resolvió el rompecabezas del radio de protones. Otro grupo de investigación ha realizado nuevas mediciones del hidrógeno normal. Esta vez, sin embargo, se utilizó una transición energética diferente para la espectroscopia y se pudieron reproducir los resultados de los experimentos con hidrógeno muónico. Los nuevos hallazgos han abierto la puerta a experimentos más precisos y extensos.
Como puede ver, incluso partículas como el protón, que durante mucho tiempo se consideraron bien comprendidas, todavía hoy plantean preguntas cuyas respuestas conducen a nuevos conocimientos. En el caso del protón, estos nuevos hallazgos llevaron a recalcular una constante fundamental, la constante de Rydberg.
