відкриття протона
Протон - це ядро атома водню, елемента, який має найбільш просту будову. Воно має позитивний заряд і практично необмежений час життя. Це найстабільніша частка у Всесвіті. Протони, що утворилися в результаті Великого Вибуху, до сих пір не розпалися. Маса протона складає 1,627 * 10-27 кг або 938,272 еВ. Найчастіше цю величину виражають у електронвольтах.
Протон був відкритий «батьком» ядерної фізики Ернестом Резерфордом. Він висунув гіпотезу про те, що ядра атомів усіх хімічних елементів складаються з протонів, так як по масі вони перевищують ядро атома водню в ціле число раз. Резерфорд поставив цікавий досвід. У ті часи вже була відкрита природна радіоактивність деяких елементів. За допомогою альфа-випромінювання (альфа-частинки являють собою ядра гелію з високими енергіями) вчений опромінював атоми азоту. В результаті такої взаємодії вилітала частка. Резерфорд припустив, що це протон. Подальші досліди в бульбашкової камері Вільсона підтвердили його припущення. Так в 1913 році була відкрита нова частинка, але гіпотеза Резерфорда про склад ядра виявилася неспроможною.
відкриття нейтрона
Великий вчений знайшов помилку в своїх розрахунках і висунув гіпотезу про існування ще однієї частки, що входить до складу ядра і володіє практично тією ж масою, що і протон. Експериментально він не зміг її знайти.
Це зробив в 1932 році зробив англійський вчений Джеймс Чедвік. Він поставив досвід, в ході якого бомбардував атоми берилію високоенергетичними альфа-частками. В результаті ядерної реакції з ядра берилію вилітала частка, згодом названа нейтроном. За своє відкриття Чедвік вже через три роки отримав Нобелівську премію.
Маса нейтрона дійсно мало відрізняється від маси протона (1,622 * 10-27 кг), але ця частка не володіє зарядом. У цьому сенсі вона нейтральна і в той же час здатна викликати розподіл важких ядер. Через відсутність заряду нейтрон може легко пройти через високий кулонівський потенційний бар`єр і потрапити в структуру ядра.
Протон і нейтрон мають квантовими властивостями (можуть проявляти властивості частинок і хвиль). Нейтронне випромінювання використовують у медичних цілях. Висока проникаюча здатність дозволяє цьому випромінюванню іонізувати глибинні пухлини та інші злоякісні утворення і виявляти їх. При цьому енергія частинок відносно невисока.
Нейтрон, на відміну від протона, нестабільна частинка. Її час життя складає близько 900 секунд. Вона розпадається на протон, електрон і електронне нейтрино.
