Une propriété intrinsèque des noyaux atomiques qui influence leur accélération et leur détection.La charge est une propriété intrinsèque des noyaux atomiques et des particules élémentaires qui détermine leur interaction avec les champs électromagnétiques. Elle est quantifiée en unités de charge élémentaire, e, les protons portant +e et les électrons -e. La charge d'un noyau influence son accélération dans les champs électriques et sa détection dans les détecteurs de particules, car les particules chargées laissent des traces d'ionisation ou de lumière en traversant la matière. La charge est conservée dans tous les processus physiques, une symétrie fondamentale de la nature.
Le concept de charge a été formalisé par Benjamin Franklin au XVIIIe siècle, qui a introduit les charges positive et négative. La quantification de la charge a été démontrée par l'expérience de la goutte d'huile de Robert Millikan en 1909, et la compréhension moderne de la charge comme symétrie de jauge a été développée au XXe siècle.
La charge génère et répond aux champs électriques et magnétiques. Dans un champ électrique, une particule chargée subit une force proportionnelle à sa charge, provoquant une accélération. Dans un champ magnétique, une particule chargée en mouvement est déviée perpendiculairement à la fois à sa vitesse et au champ, ce qui est utilisé dans les accélérateurs et les spectromètres. La détection repose sur l'interaction de la charge de la particule avec le matériau du détecteur : elle ionise les atomes, créant des paires électron-trou ou de la lumière de scintillation qui peut être mesurée.
La charge est exploitée dans pratiquement tous les dispositifs électroniques, les accélérateurs de particules comme le LHC, et les techniques d'imagerie médicale telles que les scanners TEP, où les particules chargées sont détectées pour reconstruire des images.
La charge d'un proton est exactement égale en magnitude à celle d'un électron, mais elles sont de signes opposés ; cet équilibre explique pourquoi les atomes sont électriquement neutres, et toute différence minime aurait des conséquences profondes sur la structure de l'univers.