Baryon
 | Kildeløs: Denne artikkelen mangler kildehenvisninger, og opplysningene i den kan dermed være vanskelige å verifisere. Kildeløst materiale kan bli fjernet. Helt uten kilder. (10. okt. 2015) |
Et baryon er i partikkelfysikken en subatomær partikkel bestående av tre kvarker. Baryonfamilien omfatter protoner, nøytroner (sammen kalt nukleoner), i tillegg til mange ustabile og tyngre partikler (kalt hyperoner). Navnet kommer av det greske ordet barys («tung») ettersom baryoner er tyngre enn mange andre partikkelgrupper.
Baryoner er sterkt vekslevirkende fermioner, det vil si at de reagerer med fargekraften og er beskrevet med Fermi-Dirac statistikk, som gjelder for alle partikler som følger Paulis utelukkelsesprinsipp. Fermioner er det motsatte av bosoner, som ikke følger utelukkelsesprinsippet.
Baryoner og mesoner hører til partikkelfamilien hadroner, noe som betyr at de består av kvarker. Baryoner er fermioner bestående av tre kvarker, mens mesoner er bosoner og består av en kvark og en antikvark. Klassifikasjonen av baryoner i kvarkteorien er basert på denne oppbyggingen.
I tillegg til nukleoner (protoner og nøytroner), inneholder baryonfamilien blant annet Δ, Λ, Σ, Ξ og Ω partikler.
Deltabaryoner (Δ++, Δ+, Δ0, Δ−) består av kombinasjoner av opp- og nedkvarker slik at total spinn blir 3/2. De henfaller hovedsakelig til et pion(π+, π0, π-), og enten et proton eller et nøytron.
Lambdabaryonet (Λ0) består av en opp-, en ned- og en særkvark, med opp- og nedkvarken i en "isospinn 0 tilstand". Lambdabaryonet var det første observerte beviset på særkvarken. I nesten alle tilfeller henfaller Lambda til et proton og et elektriskt ladet pion, eller til et nøytron og et nøytralt pion.
Sigmabaryoner (Σ+, Σ0, Σ−), består også av en særkvark, og en kombinasjon av opp- og nedkvarker, men i en "isospinn 1 tilstand". Det nøytrale sigmabaryonet (Σ0) er bygget opp av de samme kvarkene som lambdabaryonet (opp, ned, sær), og henfaller mye raskere enn både Σ+ (opp, opp, sær) og Σ− (ned, ned, sær).
Xibaryoner (Ξ0, Ξ−), består av to særkvarker og enten en opp- eller nedkvark. De henfaller for det meste til et lambdabaryon og et pion; lambdabaryonet henfaller deretter videre som beskrevet over. På grunn av denne "dominoeffekten" blir en Ξ-tilstand noen ganger kalt en kaskade.
Omega minus-baryonet (Ω−) består av tre særkvarker. Oppdagelsen av dette baryonet var en stor triumf i studiet av kvarkprosesser, siden det ble funnet etter at dets eksistens, dets masse, og henfallsprodukter var blitt forutsagt.
Det er i tillegg baryontilstander som inneholder tyngre kvarker. Disse blir beskrevet med den greske bokstaven som tilsier "opp,ned,sær"-fordelingen", med "subscript" som indikerer at en særkvark skal byttes ut med en tyngre kvark. For eksempel Λ+c, består av en sjarm-(charm), en opp- og en nedkvark. Istedenfor sær, opp, ned.
Baryonsk masse
[rediger | rediger kilde]Baryonsk masse er masse som hovedsakelig består av baryoner (massemessig), dette gjelder blant annet alle typer atomer (noe som igjen gjelder for bortimot all synlig masse i universet). "Ikke-baryonsk masse" er det motsatte av slik masse, nemlig all type masse som ikke hovedsakelig består av baryoner. Dette kan bety vanlig masse som f. eks. nøytrinoer, fotoner eller frie elektroner. Men det kan også inkludere eksotiske former for ikke-baryonisk mørk materie, som f.eks supersymmetriske partikler, axioner eller sorte hull.
Liste over Baryoner
[rediger | rediger kilde]
Dette er en liste av baryoner i standardmodellen det er et utvalg av omtrent 120 typer.
Antipartikkel er ikke listet i tabellen. For antipartikkel vil alle kvarker endres til antikvarker og baryontall, særhet, sjarmtall og bunntall kvantetall skal endre fortegn.
I tabellen har alle partikler baryontall +1. Andre symboler som: "p" for pion; "γ" for gammastråling; "K" for kaon (eller K-meson); og "J/ψ" for elementærpartikkelen som er en smaksnøytral meson som består av en Sjarm og en antisjarm kvark.
| Partikkel | Symbol | Kvarker | Hvilemasse MeV/c² |
Spinn | S | C | B | Henfallstid s |
Henfall til |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Proton | p | uud | 938.3 | 1/2 | 0 | 0 | 0 | Stabile[1] | Ikke observert |
| Nøytron | n | ddu | 939.6 | 1/2 | 0 | 0 | 0 | 885.7±0.8[2] | p + e- + νe |
| Delta | Δ++ | uuu | 1232 | 3/2 | 0 | 0 | 0 | 6×10−24 | π+ + p |
| Delta | Δ+ | uud | 1232 | 3/2 | 0 | 0 | 0 | 6×10−24 | π+ + n or π0 + p |
| Delta | Δ0 | udd | 1232 | 3/2 | 0 | 0 | 0 | 6×10−24 | π0 + n or π- + p |
| Delta | Δ- | ddd | 1232 | 3/2 | 0 | 0 | 0 | 6×10−24 | π- + n |
| Lambda | Λ0 | uds | 1115.7 | 1/2 | −1 | 0 | 0 | 2.60×10−10 | π- + p or πo + n |
| Sjarm Lambda | Λ+c | udc | 2285 | 1/2 | 0 | +1 | 0 | 2.0×10−13 | |
| Bunn Lambda | Λ0b | udb | 5624 | 1/2 | 0 | 0 | −1 | 1.2×10−12 | |
| Sigma | Σ+ | uus | 1189.4 | 1/2 | −1 | 0 | 0 | 0.8×10−10 | π0 + p or π+ + n |
| Sigma | Σ0 | uds | 1192.5 | 1/2 | −1 | 0 | 0 | 6×10−20 | Λ0 + γ |
| Sigma | Σ- | dds | 1197.4 | 1/2 | −1 | 0 | 0 | 1.5×10−10 | π- + n |
| Bunn Sigma | Σ+b | uub | 1/2 | 0 | 0 | −1 | Λ0b + π+ | ||
| bottom Sigma | Σ-b | ddb | 1/2 | 0 | 0 | −1 | Λ0b + π- | ||
| Xi | Ξ0 | uss | 1315 | 1/2 | −2 | 0 | 0 | 2.9×10−10 | Λ0 + π0 |
| Xi | Ξ- | dss | 1321 | 1/2 | −2 | 0 | 0 | 1.6×10−10 | Λ0 + π- |
| Sjarm Xi | Ξ+c | usc | 2466 | 1/2 | −1 | +1 | 0 | 4.4×10−13 | |
| Sjarm Xi | Ξ0c | dsc | 2472 | 1/2 | −1 | +1 | 0 | 1.1×10−13 | |
| bottom Xi | Ξ-b | dsb | 5792±3 | 1/2 | −1 | 0 | −1 | 1.42×10−12 | Ξ-+J/ψ (seen) |
| Omega | Ω- | sss | 1672 | 3/2 | −3 | 0 | 0 | 0.82×10−10 | Λ0 + K- or Ξ0 + π- |
| Sjarm Omega | Ω0c | ssc | 2698 | 1/2 | −2 | +1 | 0 | 7×10−14 |
[1]minumumsverdi 1035 år.
[2]for frie nøytroner, i vanlige atomkjerne er nøytronet stabilt.