Proton - Définition et Explications

Source: Wikipédia sous licence CC-BY-SA 3.0.
La liste des auteurs de cet article est disponible ici.

Introduction

Proton
Représentation schématique de la composition en quarks de valence d'un proton, avec deux quarks u et un quark d. L'interaction forte est transmise par des gluons (représentés ici par un tracé sinusoïdal). La couleur des quarks fait référence aux trois types de charges de l'interaction forte : rouge, verte et bleue. Le choix de couleur effectué ici est arbitraire, la charge de couleur circulant à travers les trois quarks.
Représentation schématique de la composition en quarks de valence d'un proton, avec deux quarks u et un quark d. L'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein...) forte est transmise par des gluons (représentés ici par un tracé sinusoïdal). La couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes...) des quarks fait référence aux trois types de charges de l'interaction forte : rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait...), verte et bleue. Le choix de couleur effectué ici est arbitraire, la charge de couleur (En physique des particules , la charge de couleur est une propriété des quarks et des gluons qui...) circulant à travers les trois quarks.
Propriétés générales
Classification Particule composite (baryon)
Composition 2 quarks u
1 quark (Les quarks sont des fermions que la théorie du modèle standard décrit, en compagnie...) d
Famille Fermion (Le modèle standard classe les particules élémentaires en deux grandes...)
Groupe Quark
Interaction(s) Forte, électromagnétique, faible, gravitation (La gravitation est le phénomène d'interaction physique qui cause l'attraction...)
Symbole p, p+
 
Antiparticule (A chaque type de fermions fondamentaux correspond un type d'antiparticule. Ainsi, à l' électron...) Antiproton
Propriétés physiques
Masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) 938,272 MeV.c-2
Charge électrique (La charge électrique est une propriété fondamentale de la matière qui respecte le principe de...) 1,602 176 53×10-19 C
Rayon de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement...) 0,84184 fm
Moment dipôlaire <5,4×10−24 e Cm
Polarisabilité électrique 1,2(6)×10−3 fm³
Moment magnétique (En magnétostatique, soit une distribution de courants permanents à support compact de volume V.) 2,792847351(28) μN
Polarisabilité magnétique 1,9(5)×10−4 fm³
Charge de couleur 0
Spin (Le spin est une propriété quantique intrinsèque associée à chaque...) ½
Isospin (En physique des particules, l'isospin est une symetrie de l'intéraction forte qui est...) ½
Parité +1
Durée de vie (La vie est le nom donné :) Stable
Historique
Prédiction William Prout, 1815
Découverte 1918
Découvreur Ernest Rutherford (Sir Ernest Rutherford (30 août 1871 à Brightwater, Nouvelle-Zélande -...)

Le proton est une particule subatomique (Une particule subatomique est un composant de la matière de taille inférieure à un...) portant une charge électrique élémentaire positive.

Les protons sont présents dans le noyau des atomes, éventuellement liés avec des neutrons par l'interaction forte (le noyau de l'isotope (Le noyau d'un atome est constitué en première approche de protons et de neutrons. En physique...) le plus répandu de l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.), H+, est un simple proton) ; le proton est également stable par lui-même, en dehors du noyau atomique (Le noyau atomique désigne la région située au centre d'un atome constituée de protons et de...).

Le proton n'est pas une particule élémentaire (On appelle particules élémentaires les constituants fondamentaux de l'univers...), étant composé de trois autres particules : deux quarks up et un quark down.

Caractéristiques physiques

Description

Le proton est un fermion de spin ½. Il est composé de trois quarks de valence, ce qui en fait un baryon (Un baryon est, en physique des particules, une catégorie de particules, dont les...). Les deux quarks up et le quark down du proton sont liés par l'interaction forte, transmise par des gluons. En plus de ces trois quarks de valence (qui déterminent les nombres quantiques de la particule) et des gluons, le proton, comme les autres hadrons, est constitué d'une « mer » de paires de quarks-antiquarks virtuels qui apparaissent et disparaissent en permanence. Les nombres quantiques de ces paires virtuelles s'annulent en moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de...) ne contribuent pas à ceux du proton ; en revanche, la masse du proton provient principalement de la masse de ces paires virtuelles.

Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) comme le neutron (Le neutron est une particule subatomique de charge électrique totale nulle.), le proton est un nucléon (Le terme nucléon désigne de façon générique les composants du noyau atomique, i.e. les protons...) et peut être lié à d'autres nucléons par la force nucléaire (La force nucléaire est une force qui s'exerce entre nucléons. Elle est responsable de la...) à l'intérieur d'un noyau atomique. Le noyau de l'isotope le plus courant de l'hydrogène est un simple proton. Le noyau des isotopes plus lourds, le deutérium (Le deutérium (symbole 2H ou D) est un isotope naturel de l'hydrogène. Il possède 1 proton et 1...) et le tritium (Le tritium (T ou 3H) est - comme le deutérium - l'un des isotopes de l'hydrogène. Il...) contiennent un proton lié à un et deux neutrons, respectivement. tous les autres noyaux atomiques sont composés de deux protons ou plus et d'un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre...) de neutrons. Le nombre de protons d'un noyau détermine les propriétés chimiques de l'atome (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut...) et donc quel élément chimique il représente.

La masse du proton est égale à environ 1,007276 u, soit à peu près 938,2720 MeV ou 1,672×10-27 kg. La masse du proton est environ 1 836,15 fois celle de l'électron (L'électron est une particule élémentaire de la famille des leptons, et possèdant une charge...). Sa charge électrique est très exactement égale à une charge élémentaire (La charge élémentaire est, en physique, la charge électrique d'un proton ou, de façon...) positive (e), soit +1,602176×10-19 C ; l'électron possède une charge électrique négative, de valeur opposée à celle du proton. La charge électrique du proton est égale à la somme des charges électriques de ses quarks : celle de chaque quark up (Le quark up (parfois appelé quark haut, mais la terminologie anglophone est la plus couramment...) vaut 2/3e et celle du quark down vaut -1/3e.

Le rayon de charge du proton, c'est-à-dire le rayon moyen quadratique de sa distribution de charge, est de l'ordre de 0,84184 fm.

Stabilité

Le proton semble être stable. Sa demi-vie (La demi-vie est le temps mis par une substance (médicament, noyau radioactif, ou autres) pour...) est expérimentalement mesurée comme supérieure à 6,6×1035 ans. Sa durée de vie moyenne est au minimum de l'ordre de 2,1×1029 ans.

En revanche, les protons peuvent se transformer en neutrons par capture (Une capture, dans le domaine de l'astronautique, est un processus par lequel un objet céleste, qui...) électronique. Ce processus n'est pas spontané et nécessite un apport d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...). La réaction émet un neutron ainsi qu'un neutrino (Le neutrino est une particule élémentaire du modèle standard de la physique des...) électronique :

\mathrm{p}^+ + \mathrm{e}^- \rightarrow\mathrm{n} + {\nu}_\text{e}

Le processus est réversible : les neutrons peuvent se transformer en protons par désintégration bêta, une forme de désintégration radioactive. De fait, un neutron libre se désintègre de cette façon avec une durée de vie moyenne d'environ 15 minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un...).

Page générée en 0.274 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique