Protonen - Die geladenen Kernteilchen
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Protonen

Eines der am besten erforschten Elementarteilchen ist sicher das Proton. Dieses Teilchen ist zugleich als Kern des Wasserstoffs der einfachste Atomkern. Damit lassen sich die Eigenschaften des Protons hervorragend untersuchen. Freie Protonen erzeugt man leicht, indem man Wasserstoffatomen durch energetische Strahlung oder große Hitze die Elektronen entzieht.

Das Proton gehört zur Gruppe der Baryonen, also der Teilchen, die aus je drei Quarks zusammengesetzt sind. Es kann als Verbindung aus zwei Up-Quarks und einem Down-Quark beschrieben werden und ist positiv geladen. Die Ladung eines Protons ist genau entgegengesetzt zur Elektronenladung. Man nennt diese Ladungsmenge auch Elementarladung. Das Proton ist etwa 2000 mal schwerer als das Elektron.

Kann ein Proton zerfallen?

Das Proton ist das leichteste Baryon. Es kann deshalb nicht in leichtere Baryonen zerfallen. Sollte es dennoch zerfallen können, so muss das über eine hyperschwache Wechselwirkung geschehen, die noch schwächer ist als die schwache Kernkraft und die Gravitation. Dabei könnten zum Beispiel zwei Quarks in ein Antiquark und ein Lepton umgewandelt werden.

Ein denkbarer Zerfall des Protons, der die Gesamtladung nicht ändern würde, würde ein neutrales Pion und ein Positron (=Anti-Elektron) erzeugen. Dieser Zerfall wurde in großen Wassertanks tief unter der Erde gesucht und bisher noch nicht gefunden. Es ist deshalb sehr wahrscheinlich, dass Protonen tatsächlich stabil sind. In jedem Fall ist die Lebensdauer von Protonen extrem hoch.

Frage zum Thema

Warum wiegen Protonen und Neutronen mehr als die Summe der enthaltenen Quarks?

Letzte Änderung: 20.02.2008