Rieth József: Világom

Barion

TartalomjegyzékhezVilágképem <    (Sugárzás-időszak, Anyag-időszak)     

 

A szokásos barionok három kvarkból álló részecskék. Közéjük tartoznak a proton és a neutron – együttes nevükön nukleonok –, valamint az összes többi nehezebb barion – a hiperonok. A "barion" kifejezés a görög "barüsz" ("nehéz") szóból származik, mivel nehezebbek, mint a részecskék többi fő csoportja. A "hiperon" név a nukleonok fölötti tömegre utal. A barionok mindegyik alapvető kölcsönhatásban részt vevő részecskék. Feles vagy félegész spinűek, azaz fermionok, ezért a Fermi-Dirac statisztika és a Pauli-féle kizárási elv érvényes rájuk. Bariontöltésük +1 -- az antibarionoké pedig -1 -- ezért a bariontöltés megmaradásának értelmében párban, barion-antibarion párként tudnak csak keletkezni nagyenergiájú folyamatokban.

A proton kvarkszerkezete   

 

Barionok
Részecske Jelölés Összetétel Nyugalmi tömeg
MeV/c
S C B Közepes élettartam
s
Bomlási folyamata
Proton
p
uud 938.3 0 0 0 Stabil[1] bomlását még nem mutatták ki
Neutron
n
ddu 939.6 0 0 0 885.7±0.8[2] p + e- + νe
Delta
Δ++
uuu 1232 0 0 0 6×10-24 π+ + p
Delta
Δ+
uud 1232 0 0 0 6×10-24 π+ + n vagy
π0 +
p
Delta
Δ0
udd 1232 0 0 0 6×10-24 π0 + n vagy
π- +
p
Delta
Δ-
ddd 1232 0 0 0 6×10-24 π- + n
Lambda
Λ0
uds 1115.7 -1 0 0 2.60×10-10 π- + p vagy
πo +
n
töltött Lambda
Λ+c
udc 2285 0 +1 0 2.0×10-13
bottom Lambda
Λ0b
udb 5624 0 0 -1 1.2×10-12
Szigma Σ+ uus 1189.4 -1 0 0 0.8×10-10 π0 + p vagy
π+ +
n
Szigma Σ0 uds 1192.5 -1 0 0 6×10-20 Λ0 + γ
Szigma Σ- dds 1197.4 -1 0 0 1.5×10-10 π- + n
Xi Ξ0 uss 1315 -2 0 0 2.9×10-10 Λ0 + π0
Xi Ξ- dss 1321 -2 0 0 1.6×10-10 Λ0 + π-
Omega
Ω-
sss 1672 -3 0 0 0.82×10-10 Λ0 + K- vagy
Ξ0 +
π-
töltött Omega
Ω0c
ssc 2698 -2 +1 0 7×10-14
töltött Xi
Ξ+c
usc 2466 -1 +1 0 4.4×10-13
töltött Xi
Ξ0c
dsc 2472 -1 +1 0 1.1×10-13

 

[1]a proton élettartama 1035 év. A Nagy Egyesített Elmélet szerint a proton is elbomolhat.

 

 

Barionmultiplettek

 

A legkönnyebb spin-1/2 barionoktett, és a

legkönnyebb spin-3/2 bariondekuplett.

 

A barionok a mezonokkal együtt a hadronok közé tartoznak, azaz kvarkokból épülnek fel. A barionok három kvarkból, a mezonok egy kvarkból és egy antikvarkból állnak. A kvarkmodell ezen a konstrukción alapul.

 

A nukleonok (protonok és neutronok) mellett a barionok közé többek között a Σ, Λ, Ξ, Δ és Ω részecskék tartoznak.

 

A Δ barionok++, Δ+, Δ0, Δ-) u és d kvarkokat tartalmaznak úgy, hogy teljes spinjük 3/2 és teljes izospinjük is 3/2. Elsősorban egy pionra és egy nukleonra bomlanak.

 

A Λ barionok0) egy u, egy d és egy s kvarkból állnak, ahol az u és d kvark együttes izospinje 0. A semleges Λ barion volt az első kísérleti bizonyítéka az s kvark létezésének.

 

A Σ barionok+, Σ0, Σ-) egy s kvarkból, valamint két u és/vagy d kvarkból állnak úgy, hogy ez utóbbiak eredő izospinje 1. A semleges Σ ugyanolyan kvarkösszeállítású, mint a semleges Λ (uds)

 

A Ξ barionok0, Ξ-) két s kvarkból és egy u vagy d kvarkból állnak, így a teljes izospin most 1/2. A semleges Ξ0, ami egy 'u' és két 's' kvarkból áll a semleges Λ-ra és a semleges pionra bomlik.

 

Az Ω- barion három 's' kvarkból áll. Felfedezése a kvarkmodell nagy diadala volt, miután ez csak azután történt meg, hogy létezését, tömegét és bomlási módját megjósolta.

 

Vannak további barionállapotok, amelyek nehéz kvarkokat (c,'b,'t) tartalmaznak. Ezeket azzal a görög betűvel jelöljük, amivel a könnyű (u/d/s) íztartalmukra utalunk, ellátva egy indexszel, ami jelzi, hogy egy s kvarkot ki kell cserélnünk egy nehéz kvarkra. Például Λ+c kvarktartalma udc, uds helyett.

 

 

Egzotikus barionok

A több mint három kvarkból (vagy antikvarkból) álló, vagy gluonokat is tartalmazó barionokat egzotikus barionoknak hívjuk. A legelső felfedezett ilyen barionok 4 kvarkból és egy antikvarkból álló ún. barion-mezon kötött állapotok, aminek fő bomlási módja is erre a barion-mezon végállapotra vezet.

 

 

Barionanyag

A barionanyag olyan anyag ami tömegét tekintve főleg barionokból áll. Ez jelenthet akármilyen atomokat, azaz magában foglalja mindazt az anyagot, amivel mindennapi életünk során találkozunk, beleértve a saját testünket is. A nembarionos anyag az alapvető antitézise az ilyen anyagnak, ami akármilyen anyag lehet, ami elsősorban nem barionokból áll. Ez jelenthet olyan szokásos anyagokat mint a neutrínók, fotonok vagy szabad elektronok, de magában foglalhat olyan egzotikus nembarionikus sötét anyagot is, mint a szuperszimmetrikus részecskék, axionok vagy fekete lyukak. A különbségtétel barionanyag és nembarionos anyag között fontos a kozmológiában, mert az ősrobbanás nukleoszintézis modelljei szoros feltételt szabnak a korai univerzumban jelen levő barionanyag mennyiségére.

 

A barionanyagnak egyáltalán a létezése maga is jelentős problémája a kozmológiának, mivel feltételezzük, hogy az ősrobbanás egyenlő mennyiségű bariont és antibariont hozott létre. A folyamatot, aminek során a barionok mennyisége meghaladta az antibarionokét bariogenezisnek hívjuk – ellentétben mondjuk egy olyan folyamattal, ahol a leptonok felelősek az anyag dominanciájáért az antianyag fölött, és amit leptogenezisnek hívnánk.

 

 

Barion megmaradási törvény

A barion átalakulhat másik barionná, és a barionszáma változatlan marad.

Minden barion rendelkezik B = +1 vagy B = -1 barionszámmal.

A nem barionrészecskék barionszáma B = 0

Részecske-antirészecske ellenkező előjelű B-számmal rendelkezik.

A proton esetében B = +1,

            ez a legkönnyebb barion,

            nem bomolhat, végtelen élettartamú (1021 év felett)

Viselkedésből, kölcsönhatásból vezethető le:

         

         

                                            Itt vagy a S-, vagy a K+ barion, mindkettő nem lehet az.

                                            Amelyik nem az, annál a B = 0

         

                                            A barion n0.0 + 1(?).0

                                            "Delta null" tehát +1 barionszámot kap

 

TartalomjegyzékhezVilágképem <    (Sugárzás-időszak, Anyag-időszak)     

--------------------------

http://hu.wikipedia.org/wiki/Barion

http://hu.wikipedia.org/wiki/Barionok_list%C3%A1ja