פרוטון, p, הוא ממרכיבי הגרעין (נוקליאון נוסף בגרעין הוא הניוטרון, שמטענו החשמלי אפס).
גרעין האטום מורכב בעיקר מפרוטונים ונייטרונים (הנקראים נוקליאונים). נוקליאונים אלו מוחזקים יחד על ידי הכוח הגרעיני החזק.
הפרוטון הינו בעל מטען חשמלי חיובי השווה בגודלו למטען האלקטרון אך מנוגד לו בסימן.
מסת מנוחה של הפרוטון הינה 938MeV והוא כבד בהרבה ממסת האלקטרון, פי 1834 מזה של אלקטרון!

בכימיה, מספר הפרוטונים בגרעין משפיע על תכונותיו הכימיות (המספר קובע את היסוד הכימי אליו הוא שייך).
מבחינה ניסויית, לא נצפתה דעיכה של פרוטון ועל כן הוא נחשב לחלקיק יציב מאוד. אנו מעריכים כי זמן מחצית החיים של פרוטון הינו 10 בחזקת 33 שנים.

מבנה הפרוטון:
בכדי להבין ממה מורכב הפרוטון נסביר בקצרה על קווארקים. קווארקים הם למעשה אבני הבניין הבסיסיות ביותר של החומר, כפי שידוע לנו כיום.


ישנם 6 סוגי קוורקים: up, down, charm, strange, top, bottom.

האדרונים הינם חלקיקים שמורכבים מאוסף של קוורקים ואנטי קוורקים, ובנוסף גם גלואונים ש"מחזיקים" אותם ביחד.
אנו מחלקים את האדרונים לשני סוגים עיקריים:
מזונים, המורכבים מקווארק ומאנטי קווארק.
ובאריונים, המורכבים משלושה קווארקים.
הנוקליאונים: הפרוטונים והנייטרונים הינם למעשה באריונים.

הפרוטון שהוא באריון, בנוי משלושה קוארקים קבועים: קווארק UP ושני קווארקים DOWN (עליון ותחתון). אשר באופן תמידי מחליפים חלקיקים הנקראים גלואונים. 
הגלואונים הללו נושאים את הכח החזק ועל כן, 'החלפה זו של גלואונים' היא מה ש'מדביק' את הקוורקים ביחד לפרוטון, ניוטרון וחלקיקים אחרים. הכח הוא, למעשה, כה חזק שאנו לעולם לא נמצא קווארק לבד. במקום זאת, הקווארקים נמצאים קשורים ביחד בזוגות (מזונים) או בשלשות (באריונים, כמו הפרוטון).


בתמונה זו אנו רואים זוג קווארקים מסוג "מוזר" (strange) המופיעים ונעלמים במהירות בנוסף לשני הקווארקים הקבועים של הפרוטון, שני "עליונים" בצבע אדום ואחד "תחתון" בצבע כחול. פיסיקאים לאחרונה גילו שקווארקים מסוג "מוזר", על אף שהם מופיעים לשבריר קטן מאוד של שניה אכן יכולים לתרום לתכונות הפרוטון. התמונה לקוחה מ JLab.

מאת: חיים ברק
המחלקה לפיזיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה
מכון ויצמן למדע   

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

7 תגובות

  • שרון חיים מנשה

    קווראק

    לא מוסבר איך גילו את הקווארק. איזה ראיות יש לקימו?
    אני זוכר שלמדתי על האטומים כבר לפני 40 שנה ואני בן 50. בשום ספר מדעי שקראתי לא מוזכר קווארקים. פתאום כתוב שגילו את הקווארק בשנת 1969. נראה לי שאתם משקרים מסיבות שאני לא מבין.

  • מתן

    הקווארקים

    לקווארקים up ו-down קוראים בעברית "למעלה" ו-"למטה" ולא "עליון" ו-"תחתון"(שמם בעברית של top ו-botton). כמו כן הפרוטון מורכב משני up ו-down אחד(ההרכב המתואר בכתבה הוא של הנייטרון ולא של הפרוטון).

  • פרומה

    קווארקים

    למה קווארים אינם יכולים להימצא כיחידים? למה לא?
    ואל תגידו, כי ככה זה,חייב להיות הסבר.

  • מענדי

    גבול הידע

    בסופו של דבר, אם הולכים אחר דברי אריסטו שהעולם קיים מ4 יסודות [ויותר מפשוט שאלו יסודות רוחניים - שאם לא כן היינו אמורים לות פ--ז--ית כיצד היסודות הללו הופכים לחומרים המוכרים לנו], או אף אם נרחיק לכת עד לדיעה [שיטת הרמב"ם - שישכח היולי - מעליהם] מ-ו-כ-ר-ח-י-ם להסביר שיש עוד מרחק - ע-צ-ו-ם בין גבול הידע האנושי - שזה מבנה הקווארקים - עד להגעה למקורם ב-5 היסודות

  • מענדי

    ממה מורכבים הקווארקים

    ב"ה

    שלום, רציתי לדעת:

    א. ממה מורכבים הקווארקים.
    ב. האם כל הקווארקים שווים מבחינת המספר שלהם - לצורך הענין הקווארק המרכיב [בסופו של דבר] את סיליקה טהורה והקווארקים המרכיבים מימן שווים זל"ז או לאו.

    נ.ב. אשמח למ"מ בהתפתחות החומר ][היינו: סדרם ההתפתחותי - עד רמת הידע הקיימת - של החומרים מאחד לשני]

    בכ"ר,

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    קצה גבול התיאוריה

    קוורקים הם קצה גבול התיאוריה, אני לא יודע על תיאוריה שאומרת שגם הם בנויים /מורכבים ממשהו (אבל אי אפשר לדעת).
    הקוורקים לא מרכיבים ישירות את האטומים, אלא את החלקיקים התת-אטומים כמו הפרוטון והנייטרון. וכן - פרוטון באטום מימן דומה לפרוטון באטום סיליקון מבחינת הרכב הקוורקים שלו).
    בברכה

    ד"ר אבי סאייג
    מכון דוידסון לחינוך מדעי
    מכון ויצמן למדע

  • אוהד

    נאסים הראמין

    http://www.youtube.com/watch?v=4zc0ICPoqlM

    אנא תן שעה וחצי ל"שונה"