Ernest Rutherford'un atomun merkezindeki pozitif yüklü parçacığı keşfetmesinden bir asırdan fazla süre geçmesine rağmen, fizikçiler protonu tam olarak anlamakta hala zorlanıyorlar. Lise fiziğinde basit, tek yüklü küreler olarak öğretilen protonlar, üniversite seviyesinde üç temel parçacık olan kuarkların bir araya gelmesiyle oluşan yapılar olarak tanıtılır. Ancak onlarca yıllık araştırmalar, kelimelerle veya görüntülerle tam olarak ifade edilemeyecek kadar derin ve karmaşık bir gerçeği ortaya koymuştur. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden (MIT) fizikçi Mike Williams'ın belirttiği gibi, proton "hayal edebileceğiniz en karmaşık şeydir, hatta ne kadar karmaşık olduğunu hayal bile edemezsiniz."
Proton, bir deney onu somut bir forma zorlayana kadar olasılıklar sisi olarak var olan kuantum mekaniksel bir nesnedir. Ve aldığı formlar, araştırmacıların deneylerini nasıl kurduğuna bağlı olarak büyük ölçüde farklılık gösterir. Parçacığın bu farklı yüzlerini bir araya getirmek nesillerin çalışması olmuştur ve MIT'den nükleer fizikçi Richard Milner, bu sistemi "tam bir şekilde anlamaya yeni başladığımızı" belirtiyor. Bu arayış devam ederken, protonun sırları da bir bir ortaya çıkıyor. En son olarak, Ağustos ayında yayınlanan anıtsal bir veri analizi, protonun kendisinden daha ağır olan "charm kuark" adı verilen parçacıkların izlerini içerdiğini buldu. Williams, protonun "insanları mütevazı kıldığını" ve her seferinde anladığınızı düşündüğünüzde yeni sürprizlerle karşılaştığınızı ekliyor.
Protonun çok sayıda bileşen içerdiğinin kanıtı, 1967'de Stanford Doğrusal Hızlandırıcı Merkezi'nden (SLAC) geldi. Daha önceki deneylerde, elektronlar bilardo topları gibi sekerek geri dönüyordu. Ancak SLAC, elektronları daha güçlü bir şekilde fırlatarak farklı sekme modelleri gözlemledi. Elektronlar, protonu "derin inelastik saçılma" adı verilen bir süreçle parçalayacak kadar sert çarpıyor ve protonun noktasal parçaları olan kuarklardan geri sekiyorlardı. Bu, kuarkların gerçekten var olduğuna dair ilk kanıttı ve 1990'da Nobel Fizik Ödülü'nü kazandırdı. Bu keşiften sonra proton üzerindeki incelemeler yoğunlaştı ve fizikçiler bugüne kadar yüzlerce saçılma deneyi gerçekleştirdi.
Protonun karmaşık ve sürekli değişen yapısının anlaşılması, evrenin temel yapı taşlarına dair bilgimizi derinleştiriyor ve fizik biliminde yeni ufuklar açıyor.