陽子：原子核を構成する安定な素粒子

陽子（プロトン、英: proton）は、原子核を構成する正の電荷を持つ粒子です。記号 p で表され、中性子とともに原子核を形成する「核子」の一種です。最も単純な原子である水素（軽水素）の原子核は、単一の陽子から構成されています。

物理的特性

陽子は、2個のアップクォークと1個のダウンクォークが強い相互作用によって結びついた複合粒子であり、ハドロンの分類ではバリオンに属します。スピンは1/2のフェルミ粒子であり、バリオンの中では最も軽く、かつ安定した存在です。

陽子の電荷は電気素量（e）に等しく、正の値を持ちます。その質量は約 1.6726×10⁻²⁷ kg であり、電子と比較して約1836倍の質量を有しています。

歴史的背景

陽子の発見は、1918年に物理学者アーネスト・ラザフォードによってなされました。ラザフォードは、アルファ粒子を窒素ガスに照射する実験を通じて、水素原子核に相当する粒子が放出されることを確認しました。彼はこの粒子を、ギリシャ語で「最初」を意味する「プロトス（protos）」にちなんで「プロトン」と命名しました。

陽子崩壊の理論

標準模型において陽子は安定な粒子とされていますが、大統一理論の一部では、陽子が極めて長い時間をかけて崩壊する可能性が予言されています。この崩壊現象を捉えるため、カミオカンデやスーパーカミオカンデといった大型の観測装置を用いた実験が行われてきました。2017年時点の観測結果に基づくと、陽子の寿命は少なくとも10³⁴年以上であると推定されており、崩壊現象は未だ確認されていません。