Proton

Daripada Wikipedia, ensiklopedia bebas.
Lompat ke: pandu arah, cari
Untuk syarikat pengeluar kereta nasional Malaysia, sila lihat PROTON.
Proton
Struktur kuark bagi proton
Klasifikasi
Klasifikasi: Barion
Komposisi: 2 naik, 1 turun
Famili: Fermion
Kumpulan: Hadron
Proton
Ciri-ciri
Jisim: 1.672621637(83) × 10−27 kg
1.00727646677(10) uja
[1]
938.272013(23) MeV/c2
Cas Elektrik: 1.602176487(40) × 10−19 C[1] charge_radius = 0.875(7) fm[2]
Spin: ½
Cas Radius: 0.875(7)fm
Purata Jangka Hayat: >2.1×1029 tahun (stabil)
Salingtindak: Graviti, Elektromagnetan,
Lemah, Kuat
Lain-lain
Teori oleh: William Prout (1815)
Dijumpai oleh: Ernest Rutherford (1919)
Antizarah: Antiproton

Proton dalam fizik merupakan sejenis zarah subatomik yang mempunyai cas elektrik a unit asas positif (1.602 × 10−19 coulomb) dengan jisim 938.3 MeV/c2 (1.6726 × 10−27 kg), atau kira-kira 1836 kali jisim elektron. Ia dijumpai di dalam setiap atom tetapi pada masa yang sama, ia juga masih berada dalam keadaan yang stabil dengan hanya dirinya sendiri dan mempunyai identiti kedua seperti ion hidrogen , H+. Zarah proton ini sendiri mempunyai 3 zarah asas termasuk 2 kuark naik dan 1 kuark turun.[3]

Huraian[sunting | sunting sumber]

Proton ialah spin 1/2 fermion dan mengandungi 3 kuark[4] yang membentuk barion. 2 kuark naik dan 1 kuark turun ditempatkan di dalam proton akibat daripada daya yang sangat kuat, disebabkan oleh gluon.

Proton dan neutron adalah nukleon yang diikat oleh daya nuklear di dalam nukleus atom. Nukleus isotop yang paling biasa bagi atom hidrogen adalah proton tunggal (atom ini tidak mempunyai neutron). Nukleus hidrogen yang lebih berat (seperti deuterium dan tritium) mengandungi neutron. Atom-atom lain mengandungi 2 atau lebih proton dan sebilangan neutron. Bilangan proton di dalam nukleus menentukan sifat kimia atom tersebut dan seterusnya elemen kimia yang mana yang diwakilinya; pada asasnya, kedua-dua bilangan neutron dan proton di dalam nukleus menentukan isotop tertentu bagi sesuatu elemen. Proton bercas positif.

Kestabilan[sunting | sunting sumber]

Jika diperhatikan, proton adalah stabil dan secara teorinya, setengah hayat yang paling minimum bagi proton ialah 1×1036 tahun. Para saintis secara umumnya menganggarkan pereputan proton tetap berlaku, walaupun eksperimen-eksperimen yang dijalankan sehingga kini hanya memperoleh keputusan limit serendah 1035 tahun bagi jangkahayat proton. Dalam erti kata lain, pereputan proton tidak pernah disaksikan oleh sesiapa dan purata jangka hayat paling rendah proton berdasarkan eksperimen (2.1×1029 tahun) diberikan oleh Balai Pencerap Sudbury Neutrino. Walau bagaimanapun, proton telah diketahui boleh bertukar kepada neutron melalui proses penawanan elektron. Proses ini tidak berlaku secara spontan tetapi hanya apabila tenaga yang cukup disalurkan. Persamaan bagi proses ini ialah :-

\mathbf{p}^+ + \mathbf{e}^- \rightarrow\mathbf{n} + {\nu}_e \,

“p” ialah proton,

“e” ialah elektron,

“n” ialah neutron, dan

“νe“ ialah elektron neutrino

Neutron juga boleh ditukarkan semula kepada proton melalui proses pereputan beta, satuk bentuk yang biasa dalam pereputan radioaktif. Dalam pada itu, neutron bebas mereput melalui kaedah ini dengan purata jangka hayat hanya kira-kira 15 minit.

Sejarah[sunting | sunting sumber]

Ernest Rutherford sering kali dikaitkan dengan penemuan proton. Pada tahun 1918, Rutherford menyedari bahawa apabila zarah alfa ditembak ke atas gas nitrogen, pengesan sinarannya mempamerkan tanda-tanda kehadiran nukleus hidrogen. Rutherford mengesahkan bahawa hidrogen ini hanya boleh hadir daripada gas nitrogen tersebut, dan maka dengan itu nitrogen mengandungi nukleus hidrogen. Dia kemudiannya mencadangkan bahawa nukleus hidrogen, yang diketahui mempunyai nombor atom 1 adalah zarah asas.

Sebelum Rutherford, Eugen Goldstein telah meneliti sinar terusan, yang mengandungi ion-ion bercas positif. Selepas penemuan elektron oleh J.J.Thomson, Goldstein mencadangkan bahawa memandangkan atom adalah bersifat neutral dari segi cas elektriknya, sudah pasti terdapat zarah bercas positif dalam sesuatu atom dan dia berusaha mengkajinya. Dia menggunakan sinar terusan yang diperhatikan bergerak melawan arah aliran elektron dalam tiub sinar katod. Apabila elektron tersebut dialihkan dari zarah-zarah dalam tiub sinar katod, ia menjadi zarah bercas positif dan bergerak ke arah katod. Kebanyakkan zarah bercas tersebut melintasi katod, lalu ia ditebuk dan menghasilkan sinaran di atas kaca tersebut. Pada saat ini, Goldstein percaya bahawa dia telah menjumpai proton. Apabila dia mengira nisbah cas kepada jisim zarah baru ini, nilainya adalah berlainan apabila gas yang digunakan ditukar (dalam kes elektron, nilai yang dijumpai adalah sama walaupun gas yang digunakan dalam tiub sinar katod adalah berbeza). Sebabnya adalah sangat mudah. Apa yang disangkakan proton oleh Goldstein ialah sebenarnya ion. Dia berputus asa dengan tugas ini dan berjanji yang “ dia akan kembali.“ Namun, dia mengendahkan janjinya.

Proton dinamakan berdasarkan perkataan Greek yang bermaksud “pertama“.

Rujukan=[sunting | sunting sumber]

  1. 1.0 1.1 C. Amsler et al., "Review of Particle Physics" Physics Letters B667, 1 (2008)
  2. "Diameter of a Proton".  090816 hypertextbook.com
  3. W.N.Cottingham and D.A.Greenwood "An Introduction to Nuclear Physics", Cambridge University Press (1986), p.19
  4. Adair, Robert K.: "The Great Design: Particles, Fields, and Creation.", page 214. New York: Oxford University Press, 1989.

Lihat juga[sunting | sunting sumber]