Baryon

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.

Partikkelfysikk
Teorier
Standardmodellen
Kvantemekanikk
Kvantefeltteori (QFT)
Kvanteelektrodynamikk (QED)
Kvantekromodynamikk (QCD)
Den spesielle relativitetsteorien
Vekselvirkning
Sterk kjernekraft
Elektromagnetisme
Svak kjernekraft
Gravitasjon
Fargekraft
Elementærpartikler
Fermioner
Kvarker
Oppkvark
Nedkvark
Særkvark
Sjarmkvark
Bunnkvark
Toppkvark
Leptoner
Elektron
Positron
Nøytrino
Myon
Tau
Bosoner
Gauge-bosoner
Foton
W- og Z-bosoner
Gluon
Graviton
Higgs-boson
Sammensatte partikler
Hadroner
Mesoner
Pion
Baryoner
Proton
Nøytron
Atomkjerner
Atomer
Molekyler
Egenskaper
Energi
Bevegelsesmengde
Elektrisk ladning
Spinn
Paritet
Isospinn
Svakt isospinn
Fargeladning
Kjernefysikk Atom

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

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

Kombinasjoner av tre opp-,ned- eller særkvarker med total spinn på 3/2 danner det såkalte baryon decuplet

Oktetten av lette 1/2-spinn baryoner

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.

Baryoner

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.