Baryon

Frå Wikipedia – det frie oppslagsverket
Gå til: navigering, søk

Eit baryon er i partikkelfysikken ein subatomær partikkel beståande av tre kvarkar. Baryonfamilien omfattar proton, nøytron (saman kalla nukleon), i tillegg til mange ustabile og tyngre partiklar (kalla hyperon). Namnet kjem av det greske ordet barys («tung») sidan baryon er tyngre enn mange andre partikkelgrupper.

Baryon er sterkt vekselverkande fermion, det vil seie at dei reagerer med fargekrafta og er skildra med Fermi-Dirac statistikk, som gjeld for alle partiklar som følgjer Paulis utelukkingsprinsipp. Fermion er det motsette av boson, som ikkje følgjer utelukkingsprinsippet.

Baryon og meson høyrer til partikkelfamilien hadron, noko som tyder at dei består av kvarkar. Baryon er fermion beståande av tre kvarkar, medan meson er boson og består av ein kvark og ein antikvark. Klassifikasjonen av baryon i kvarkteorien er basert på denne oppbygginga.

I tillegg til nukleon (proton og nøytron), inneheld baryonfamilien blant anna Δ-, Λ-, Σ-, Ξ- og Ω-partiklar.

Deltabaryon (Δ++, Δ+, Δ0, Δ−) består av kombinasjonar av opp- og nedkvarkar slik at total spinn blir 3/2. Dei vert i hovudsak brotne ned til eit pion(π+, π0, π-), og anten eit proton eller eit nøytron.

Lambdabaryonet (Λ0) består av ein opp-, ein ned- og ein særkvark, med opp- og nedkvarken i ein «isospinn 0 tilstand». Lambdabaryonet var det første observerte beviset på særkvarken. I nesten alle tilfelle vert Lambda brote ned til eit proton og eit elektrisk ladd pion, eller til eit nøytron og eit nøytralt pion.

Sigmabaryon (Σ+, Σ0, Σ−), består òg av ein særkvark, og ein kombinasjon av opp- og nedkvarkar, men i ein «isospinn 1 tilstand». Det nøytrale sigmabaryonet (Σ0) er bygd opp av dei same kvarkane som lambdabaryonet (opp, ned, sær), og bryt mykje raskare ned enn både Σ+ (opp, opp, sær) og Σ− (ned, ned, sær).

Xibaryon (Ξ0, Ξ−), består av to særkvarkar og anten ein opp- eller nedkvark. Dei vert for det meste brote ned til eit lambdabaryon og eit pion; lambdabaryonet vert deretter brote ned vidare som skildra over. På grunn av denne «dominoeffekten» blir ein Ξ-tilstand nokre gonger kalla ein kaskade.

Omega minus-baryonet (Ω−) består av tre særkvarkar. Oppdaginga av dette baryonet var ein stor triumf i studiet av kvarkprosessar, sidan det vart funne etter at ein hadde føresagt at det skulle eksistere, i tillegg til at ein føresa massen og nedbrytingssprodukta.

Det er i tillegg baryontilstandar som inneheld tyngre kvarkar. Desse blir skildra med den greske bokstaven som tilseier «opp,ned,sær»-fordelingen", med «senka skrift» som indikerer at ein særkvark skal bytast ut med ein tyngre kvark. Til dømes Λ+c, består av ein sjarm-(charm), ein opp- og ein nedkvark. I staden for sær, opp, ned.

Baryonsk masse[endre | endre wikiteksten]

Baryonsk masse er masse som hovudsakleg består av baryon (massemessig), dette gjeld blant anna alle typar atom (noko som igjen gjeld for bortimot all synleg masse i universet). «Ikkje-baryonsk masse» er det motsette av slik masse, nemleg all type masse som ikkje hovudsakleg består av baryon. Dette kan tyde vanleg masse som til dømes nøytrinoar, foton eller frie elektron. Men det kan òg inkludere eksotiske former for ikkje-baryonisk mørk materie, som til dømes supersymmetriske partiklar, axion eller svarte hol.

Liste over baryor[endre | endre wikiteksten]

Kombinasjonar av tre opp-,ned- eller særkvarkar med total spinn på 3/2 dannar det såkalla baryon decuplet
Oktetten av lette 1/2-spinn baryoner

Dette er ei liste av baryon i standardmodellen. Det er eit utval av omtrent 120 typar.

Antipartikkel er ikkje lista i tabellen. For antipartikkel vil alle kvarkar endrast til antikvarkar og baryontal, særleik, sjarmtal og botntal kvantetal skal endre forteikn.

I tabellen har alle partiklar baryontal +1. Andre symbol som: "p" for pion; "γ" for gammastråling; "K" for kaon (eller K-meson); og "J/ψ" for elementærpartikkelen som er ein smaksnøytral meson som består av ein sjarm og ein antisjarm kvark.

Baryon
Partikkel Symbol Kvarkar Kvilemasse
MeV/c²
Spinn S C B Nedbrytingstid
s
Vert brote ned til
Proton p uud 938.3 1/2 0 0 0 Stabile[1] Ikkje 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
Botn 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
Botn Sigma Σ+b uub 1/2 0 0 -1 Λ0b + π+
Botn 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
Botn 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 nøytron, i vanlege atomkjerner er nøytronet stabilt.