Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Протона , единственный барион стабильной в изоляции, имеет два вверх кварки и один вниз кварк

Барионы - это составные частицы, состоящие из трех кварков , в отличие от мезонов , которые представляют собой составные частицы, состоящие из одного кварка и одного антикварка. Барионы и мезоны являются адронами , которые представляют собой частицы, состоящие исключительно из кварков или как кварков, так и антикварков. Термин барион происходит от греческого «βαρύς» ( барис ), что означает «тяжелый», потому что во время их названия считалось, что барионы обладали большей массой, чем другие частицы, которые были классифицированы как материя.

Еще несколько лет назад считалось, что некоторые эксперименты показали существование пентакварков - барионов, состоящих из четырех кварков и одного антикварка. [1] [2] физика элементарных частиц сообщество в целом не рассматривали их существование , как , вероятно , к 2006 году [3] На 13 июля 2015 года сотрудничество LHCb в CERN сообщило о результатах в соответствии с пентакварковыми состояниями в распаде донных барионов лямбды ( Λ0
б
). [4]

Поскольку барионы состоят из кварков, они участвуют в сильном взаимодействии . С другой стороны, лептоны не состоят из кварков и как таковые не участвуют в сильном взаимодействии. Наиболее известные барионы - это протоны и нейтроны, которые составляют большую часть массы видимого вещества во Вселенной , тогда как электроны , другой основной компонент атомов , являются лептонами. Каждому бариону соответствует своя античастицаизвестный как антибарион, в котором кварки заменены соответствующими им антикварками. Например, протон состоит из двух верхних кварков и одного нижнего кварка, тогда как соответствующая ему античастица, антипротон , состоит из двух верхних антикварков и одного нижнего антикварка.

Списки барионов [ править ]

Эти списки подробно все известные и предсказал барионы в общей сложности углового момента J  = 1 / 2 и J  = 3 / 2 конфигураций с положительной четности . [5]

  • Барионы , состоящий из одного типа кварка (ууу, DDD, ...) может существовать в J  = 3 / 2 конфигурацию, но J  = 1 / 2 запрещен принципом Паули .
  • Барионы , состоящие из двух типов кварков (Ууда, UUS, ...) могут существовать в обоих J  = 1 / 2 и J  = 3 / 2 конфигураций.
  • Барионы , состоящие из трех типов кварков (UDS, UDC, ...) могут существовать в обоих J  = 1 / 2 и J  = 3 / 2 конфигураций. Два J  = 1 / 2 конфигурации возможны для этих барионов.

В этих списках встречаются следующие символы: I ( изоспин ), J ( полный угловой момент ), P ( четность ), u ( верхний кварк ), d ( нижний кварк ), s ( странный кварк ), c ( очарованный кварк ), b. ( нижний кварк ), Q ( заряд ), B ( барионное число ), S ( странность ), C ( очарование ), B ′ ( нижность), а также широкий спектр субатомных частиц (наведите указатель мыши на название). (См барионную статью для детального объяснения этих символов.)

Антибарионы не указаны в таблицах; однако они просто превратили бы все кварки в антикварки, и Q , B , S , C , B ' имели бы противоположные знаки. Частицы, помеченные знаком рядом с их именами, были предсказаны Стандартной моделью, но еще не наблюдались. Значения в скобках не были точно установлены экспериментально, но предсказываются кварковой моделью и согласуются с измерениями. [6] [7]

J P =1/2+ барионы [ править ]

^ Частица еще не наблюдалась.

[a] ^ Массы протона и нейтрона известны с гораздо большей точностью в атомных единицах массы (u), чем в МэВ / c 2 , из-за относительно плохо известного значения элементарного заряда . В атомных единицах массы масса протона равна1.007 276 466 812 (90)  u, тогда как нейтрон1.008 664 916 00 (43) ед .

[b] ^ Не менее 10 35 лет. Смотрите распад протона .

[c] ^ Для свободных нейтронов ; в большинстве обычных ядер нейтроны стабильны.

[d] ^ PDG сообщает ширину резонанса (Γ). При этом преобразование τ = ħ / Γ дается вместо этого.

[е] ^ Существует спорное требование открытия, не благоприятствовала другими данными эксперимента. [28] [24]

J P =3/2+ барионы [ править ]

^ Частица еще не наблюдалась.

[h] ^ PDG сообщает ширину резонанса (Γ). При этом преобразование τ = ħ / Γ дается вместо этого.

Барионно-резонансные частицы [ править ]

В этой таблице приведены названия, квантовые числа (если они известны) и экспериментальный статус барионных резонансов, подтвержденный PDG . [38] Барионные резонансные частицы представляют собой возбужденные барионные состояния с коротким периодом полураспада и более высоких масс. Несмотря на значительные исследования, фундаментальные степени свободы, лежащие в основе спектров барионного возбуждения, все еще плохо изучены. [39] Для каждой частицы задается спин-четность J P (если она известна). Для сильно распадающихся частиц значения J P считаются частью названий, как и масса для всех резонансов.

См. Также [ править ]

  • Восьмеричный путь (физика)
  • Список мезонов
  • Список частиц
  • Ропер резонанс
  • Хронология открытий частиц

Ссылки [ править ]

  1. ^ Х. Мьюир (2003)
  2. ^ К. Картер (2003)
  3. ^ W.-M. Yao et al . (2006): Списки частиц - Положительная тета
  4. ^ R. Aaij et al . (2015)
  5. ^ Гриффитс, Дэвид Дж. (2008), Введение в элементарные частицы (2-е пересмотренное издание), WILEY-VCH, стр. 181–188, ISBN 978-3-527-40601-2
  6. ^ J. Beringer et al. (2012) и 2013 частичное обновление для 2014 года издание: Particle сводных таблиц - Барионы архивации 2014-03-12 в Wayback Machine
  7. ^ JG Körner et al. (1994)
  8. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -п+
  9. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -п0
  10. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Λ
  11. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Λc
  12. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Λб
  13. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Σ+
  14. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Σ0
  15. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Σ-
  16. ^ a b c J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Σc
  17. ^ a b J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Σб
  18. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Ξ0
  19. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Ξ-
  20. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Ξ+ c
  21. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Ξ0 c
  22. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Ξ ′+ c
  23. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Ξ ′0 c
  24. ^ a b «Эксперимент LHCb очарован тем, что объявляет о наблюдении новой частицы с двумя тяжелыми кварками» . ЦЕРН (пресс-релиз). 6 июля 2017 . Проверено 7 июля 2017 года .
  25. ^ a b J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Ξб
  26. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Ω0 c
  27. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Ω- б
  28. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Ξ+ cc
  29. ^ a b c d J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Δ(1232)
  30. ^ a b c J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Σ(1385)
  31. ^ a b c J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Σc(2520)
  32. ^ a b J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Σ∗ b
  33. ^ a b J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Ξ(1530)
  34. ^ a b J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Ξc(2645)
  35. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Ξ0 б(5945)
  36. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Ω-
  37. ^ J. Beringer et al . (2012): Списки частиц -Ω0 c(2770)
  38. ^ C. Patrignani et al . ( Группа данных по частицам ) (2018). «Сводная таблица барионов» (PDF) . Подбородок. Phys. C . 40 : 100001 . Проверено 27 сентября 2018 года .
  39. ^ Креде, Фолькер; Робертс, Уинстон (2013). «Прогресс в понимании барионных резонансов». Rep. Prog. Phys . 76 (7): 076301. arXiv : 1302.7299 . Bibcode : 2013RPPh ... 76g6301C . DOI : 10.1088 / 0034-4885 / 76/7/076301 . PMID 23787948 . 

Библиография [ править ]

  • R. Aaij et al . ( Коллаборация LHCb ) (2015). "Наблюдение резонансов J / ψp, согласующихся с состояниями пентакварка в Λ0
    б
    → J / ψK-
    p распадается ». Physical Review Letters . 115 (7): 072001. arXiv : 1507.03414 . Bibcode : 2015PhRvL.115g2001A . doi : 10.1103 / PhysRevLett.115.072001 . PMID  26317714 .
  • J. Beringer et al. ( Группа данных по частицам ) (2012). «Обзор физики элементарных частиц» . Physical Review D . 86 (1): 010001. Bibcode : 2012PhRvD..86a0001B . DOI : 10.1103 / PhysRevD.86.010001 .
  • К. Накамура и др . ( Группа данных по частицам ) (2010). «Обзор физики элементарных частиц» . Журнал Physics G . 37 (7A): 075021. Bibcode : 2010JPhG ... 37g5021N . DOI : 10.1088 / 0954-3899 / 37 / 7A / 075021 .
  • C. Amsler et al . ( Группа данных по частицам ) (2008). «Обзор физики элементарных частиц» (PDF) . Физика Письма Б . 667 (1): 1–1340. Bibcode : 2008PhLB..667 .... 1A . DOI : 10.1016 / j.physletb.2008.07.018 .
  • В.М. Абазов и др . ( Сотрудничество DØ ) (2008). "Наблюдение за дважды странным бариономΩ- б" (PDF) . Fermilab-Pub-08/335-E.
  • К. Картер (2006). «Взлет и падение пентакварка» . Журнал Симметрия . Фермилаб / SLAC . Архивировано из оригинала на 2007-07-08 . Проверено 27 мая 2008 .
  • W.-M. Yao et al. ( Группа данных по частицам ) (2006). «Обзор физики элементарных частиц» . Журнал Physics G . 33 (1): 1–1232. arXiv : astro-ph / 0601168 . Bibcode : 2006JPhG ... 33 .... 1Y . DOI : 10.1088 / 0954-3899 / 33/1/001 .
  • Х. Мьюир (2003). «Открытие пентакварка приводит скептиков в замешательство» . Новый ученый . Проверено 27 мая 2008 .
  • JG Körner; М. Кремер и Д. Пирйол (1994). «Тяжелые барионы». Прогресс в физике элементарных частиц и ядерной физике . 33 : 787–868. arXiv : hep-ph / 9406359 . Bibcode : 1994PrPNP..33..787K . DOI : 10.1016 / 0146-6410 (94) 90053-1 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Х. Гарсиласо; Дж. Виянде и А. Валькарсе (2007). «Фаддеевские исследования по спектроскопии тяжелых барионов». Журнал Physics G . 34 (5): 961–976. arXiv : hep-ph / 0703257 . DOI : 10.1088 / 0954-3899 / 34/5/014 .
  • С. Роббинс (2006). «Обзор физики частиц - барионы» . Путешествие по галактике . Архивировано из оригинала на 2008-02-28 . Проверено 20 апреля 2008 .
  • Д.М. Мэнли (2005). «Состояние барионной спектроскопии» . Журнал физики: Серия конференций . 5 (1): 230–237. Bibcode : 2005JPhCS ... 9..230M . DOI : 10.1088 / 1742-6596 / 9/1/043 .
  • SSM Wong (1998). Вводная ядерная физика (2-е изд.). Нью-Йорк (NY): John Wiley & Sons . ISBN 978-0-471-23973-4.
  • Р. Шанкар (1994). Принципы квантовой механики (2-е изд.). Нью-Йорк (Нью-Йорк): Plenum Press . ISBN 978-0-306-44790-7.
  • Э. Вигнер (1937). «О последствиях симметрии ядерного гамильтониана на спектроскопию ядер». Физический обзор . 51 (2): 106–119. Bibcode : 1937PhRv ... 51..106W . DOI : 10.1103 / PhysRev.51.106 .
  • М. Гелл-Манн (1964). «Схема барионов и мезонов». Письма по физике . 8 (3): 214–215. Bibcode : 1964PhL ..... 8..214G . DOI : 10.1016 / S0031-9163 (64) 92001-3 .
  • В. Гейзенберг (1932). "Über den Bau der Atomkerne I". Zeitschrift für Physik (на немецком языке). 77 (1–2): 1–11. Bibcode : 1932ZPhy ... 77 .... 1H . DOI : 10.1007 / BF01342433 .
  • В. Гейзенберг (1932). "Убер ден Бау дер Атомкерне II". Zeitschrift für Physik (на немецком языке). 78 (3–4): 156–164. Bibcode : 1932ZPhy ... 78..156H . DOI : 10.1007 / BF01337585 .
  • В. Гейзенберг (1932). «Убер ден Бау дер Атомкерне III». Zeitschrift für Physik (на немецком языке). 80 (9–10): 587–596. Bibcode : 1933ZPhy ... 80..587H . DOI : 10.1007 / BF01335696 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Группа данных по частицам - Обзор физики элементарных частиц (2018)
  • Государственный университет Джорджии - Гиперфизика
  • Интерактивная визуализация барионов , позволяющая сравнивать физические свойства