pueden existir protones libres en
Los protones libres se producen ocasionalmente en la Tierra: las tormentas eléctricas pueden producir protones con energías de hasta varias decenas de MeV. A temperaturas y energías cinéticas suficientemente bajas, los protones libres se unen a electrones. Sin embargo, el carácter de estos protones ligados no cambia y siguen siendo protones. Un protón rápido que se mueve a través de la materia se ralentizará por interacciones con electrones y núcleos, hasta que es capturado por la nube de electrones de un átomo. El resultado es un átomo protonado, que es un compuesto químico de hidrógeno. En el vacío, cuando hay electrones libres, un protón suficientemente lento puede captar un solo electrón libre, convirtiéndose en un átomo de hidrógeno neutro, que químicamente es un radical libre. Estos "átomos de hidrógeno libres" tienden a reaccionar químicamente con muchos otros tipos de átomos a energías suficientemente bajas. Cuando los átomos de hidrógeno libres reaccionan entre sí, forman moléculas de hidrógeno neutro (H2), que son el componente molecular más común de las nubes moleculares en el espacio interestelar.