Ένα πρωτόνιο είναι ένα υποατομικό σωματίδιο που βρίσκεται στον πυρήνα όλων των συμβατικών ατόμων. Το μόνο μέρος που μπορείτε να βρείτε ύλη χωρίς πρωτόνια είναι σε ένα αστέρι νετρονίων ή στον πυρήνα ισχυρών επιταχυντών σωματιδίων. Το πρωτόνιο έχει θετικό φορτίο, το οποίο εξισορροπεί το αρνητικό φορτίο στα άτομα, τα ηλεκτρόνια. Εάν ένα άτομο έχει ανισορροπία πρωτονίων ή νετρονίων, δεν είναι πλέον ουδέτερο και γίνεται φορτισμένο σωματίδιο, γνωστό και ως ιόν.
Είναι δύσκολο να προσδιοριστεί ποιος ακριβώς ανακάλυψε το πρωτόνιο. Οι επιστήμονες θεώρησαν την ύπαρξη θετικά φορτισμένων σωματιδίων μετά την ανακάλυψη του ηλεκτρονίου από τον JJ Thomson το 1897. Ο Ernest Rutherford πιστώνεται συχνά με την ανακάλυψη, ωστόσο, με βάση τα πειράματά του το 1918.
Ο Ράδερφορντ εκτόξευσε σωματίδια άλφα, που είναι ουσιαστικά πυρήνες ηλίου χωρίς ηλεκτρόνια, σε αέριο άζωτο. Οι ανιχνευτές του βρήκαν τη χαρακτηριστική υπογραφή των πυρήνων υδρογόνου που παράγονται. Αφού το σκέφτηκε για λίγο, συνειδητοποίησε ότι αυτοί οι πυρήνες υδρογόνου θα μπορούσαν να προέρχονται μόνο από το αέριο άζωτο. Αυτό οδήγησε στη θεωρία ότι ο πυρήνας ενός ατόμου υδρογόνου ήταν ένα στοιχειώδες σωματίδιο, το πρωτόνιο, και ότι τα πρωτόνια μπορούσαν να βρεθούν στους πυρήνες όλων των ατόμων.
Οι ιδιότητες των ατόμων ορίζονται από τον αριθμό των ηλεκτρονίων, των νετρονίων και των πρωτονίων που έχουν. Ωστόσο, ο αριθμός των πρωτονίων είναι η πιο σημαντική μεταβλητή. Αυτή η μεταβλητή είναι τόσο σημαντική, στην πραγματικότητα, που ο αριθμός των πρωτονίων στον πυρήνα ενός ατόμου αναφέρεται ως ατομικός αριθμός και τα άτομα ονομάζονται με βάση τον αριθμό των πρωτονίων που έχουν.
Ο ατομικός αριθμός είναι το πιο σχετικό φυσικά χαρακτηριστικό ενός ατόμου. Τα άτομα με χαμηλό ατομικό αριθμό είναι τα πιο διαδεδομένα στο σύμπαν, επειδή σχηματίζονται πιο εύκολα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το υδρογόνο και το ήλιο είναι τα πιο άφθονα στοιχεία στο σύμπαν.
Το 1955, ανακαλύφθηκε το κακό δίδυμο του πρωτονίου, το αντιπρωτόνιο. Αντί να έχει θετικό φορτίο, έχει αρνητικό. Όπως κάθε αντιύλη, εκρήγνυται κατά την επαφή με την κανονική ύλη.
Τα πρωτόνια είναι επίσης αγαπημένα μεταξύ των πειραματικών φυσικών που τους αρέσει να τα επιταχύνουν σε σημαντικά κλάσματα της ταχύτητας του φωτός. Τα βαλλιστικά πρωτόνια είναι υπεύθυνα για πολλές ανακαλύψεις στον τεράστιο «Ζωολογικό κήπο σωματιδίων» που δημιούργησε η φυσική του 20ου αιώνα. Σε αντίθεση με τα ξαδέρφια τους, τα νετρόνια, τα πρωτόνια είναι σταθερά έξω από έναν ατομικό πυρήνα, καθιστώντας τα χρήσιμα για πειραματισμούς.