Par William HirschMis à jour le 30 août 2022
Les protons sont des particules subatomiques qui, avec les neutrons, forment le noyau d'un atome. Bien que légèrement plus léger que les neutrons, un proton est environ 1 836 fois plus lourd qu'un électron, avec une masse de 1,6726×10⁻²⁷kg. Bien qu'il s'agisse d'une particule composite, sa charge électrique positive est fondamentale pour la structure atomique.
Les protons ne sont pas élémentaires; ils sont constitués de trois quarks de valence liés par la force forte, un fait qui sous-tend leur stabilité et leurs interactions.
La charge positive des protons maintient le noyau ensemble par attraction électrostatique et crée le champ électrique qui maintient les électrons en orbite. Le nombre de protons, indiqué par le numéro atomique (Z), identifie de manière unique chaque élément chimique.
En physique des hautes énergies, des faisceaux de protons sont accélérés à des vitesses relativistes et entrent en collision pour sonder les forces et les particules fondamentales. Le Grand collisionneur de hadrons (LHC) du CERN utilise de puissants aimants supraconducteurs pour guider les protons autour d’un anneau de 27 kilomètres avant des collisions frontales, révélant ainsi des structures subnucléaires et testant des modèles théoriques. De telles expériences visent également à recréer le plasma quark-gluon qui existait peu après le Big Bang.
Au sein des noyaux stellaires, les protons subissent une fusion nucléaire à des températures avoisinant 1 million de °C. La fusion fusionne les noyaux les plus légers en noyaux plus lourds, libérant ainsi de l'énergie car la masse finale est inférieure à la somme des masses initiales. L'équivalence masse-énergie d'Einstein (E=mc²) explique cette libération d'énergie, qui alimente le Soleil et d'autres étoiles.