Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Барион



План:


Введення

Ядерна фізика (від греч. βαρύς - Важкий) - сімейство елементарних частинок, сильно взаємодіючі [1] ферміони [2], які з трьох кварків (передбачається, але не доведено існування баріонів з 5 і більшого числа кварків, см. пентакварк). Ядерна фізика разом з мезонами (останні складаються з двох кварків) складають групу елементарних частинок, що беруть участь у сильній взаємодії і званих адронами.

До основних баріонів відносяться (в міру зростання маси): протон, нейтрон, лямбда-гіперонів, сигма-гіперонів, ксі-гіперонів, омега-гіперонів. Маса омега-гіперонів (3278 мас електрона) майже в 1,8 разів більше маси протона.


1. Класифікація баріонів

Найбільш стабільними баріонів є протон і нейтрон (разом вони складають групу нуклонів). Перший з них, наскільки це сьогодні відомо, абсолютно стабільний, другий відчуває бета-розпад з часом життя, близьким до 1000 с. Більш важкі баріони розпадаються за час від 10 -23 до 10 -10 с.

Нуклони мають кваркової складу uud (протон) і udd (нейтрон). Їх спін дорівнює 1 / 2, дивина нульова. Маса близька до 940 МеВ. Разом зі своїми короткоживучими збудженими станами нуклони відносяться до групи N-баріонів.

Ядерна фізика, що містять як мінімум один дивний кварк (але не містять більш важких кварків), називаються гіперонів.

У сімействі баріонів, крім нуклонів, виділяють групи Δ-, Λ-, Σ-, Ξ-і Ω-баріонів.

  • Δ-баріони+ +, Δ +, Δ 0, Δ -), як і нуклони, складаються з u- і d-кварків, але, на відміну від нуклонів, їх спін дорівнює 3 / 2. Розпадаються вони головним чином на нуклон і півонія. Час життя Δ-баріонів близько до 10 -23 с.
  • Λ-баріони0) - нейтральні (але не істинно нейтральні) частки зі спіном 1 / 2 і дивиною -1 (тобто їх можна називати Λ-гіперонів), що складаються з u-, d-і s-кварка. У них u-і d-кварки знаходяться в синглетному по ізоспіну стані (I = 0). Маса 1117 МеВ. Розпадаються переважно на протон і негативний півонія або на нейтрон і нейтральний півонія з часом життя 2,6 10 -10 с. Відкрито також важкі Λ-баріони (Λ + c і Λ 0 b), в яких дивний кварк замінений зачарованим ( c-кварком) або красивим ( b-кварком).
  • Σ-баріони+, Σ 0, Σ -) мають спін 1 / 2, дивина -1. Як і Λ-баріонів, складаються з u-, d-і s-кварка, але триплетним по ізоспіну (I = 1). Нейтральний Σ 0-Барион має той же кваркової склад, що і Λ 0-баріони (uds), але важче, у зв'язку з цим він дуже швидко розпадається в Λ 0 з вильотом фотона (час життя складає лише 6 10 -20 с, оскільки розпад відбувається за рахунок електромагнітної взаємодії). Σ + (uus) і Σ - (dds) розпадаються за приблизно 10 -10 с на піон і нуклон. Слід зазначити, що Σ + та Σ - не є часткою і античастицей - це самостійні частки, кожна з них (як, до речі, і Σ 0) має свою античастинку. Маси Σ-гіперонів складають близько 1200 МеВ. Виявлені також важкі Σ-баріони, які не є гіперонів (тобто містять замість s-кварка важчий кварк).
  • Ξ-баріони0 і Ξ -) мають спін 1 / 2, дивина -2. Вони містять по два дивних кварка; кваркової складу uss (Ξ 0) і dss (Ξ -). Їх маса близька до 1,3 ГеВ. Розпадаються (з часом життя близько 10 -10 с) на піон і Λ 0-гіперонів. Існують важкі Ξ-баріони, які не є гіперонів (один з дивних кварків замінений c-або b-кварком).
  • Ω-баріони (існує лише один тип цих часток, Ω --гіперонів) мають спін 3 / 2 і дивина -3, складаються з 3 дивних кварків (sss). Маса частки 1,672 ГеВ. Переважні моди розпаду - на Λ 0-гіперонів і негативний каонов або на Ξ 0 і негативний півонія (час життя близько 10 -10 с). Відкриті деякі важкі Ω-баріони, що відрізняються заміною одного з s-кварків на важкий кварк.
Декуплет баріонів зі спіном 3 / 2
Октет баріонів зі спіном 1 / 2

Існує також широкий спектр короткоживучих збуджених станів цих баріонів.

Більшість легких баріонів в основному стані розпадаються за рахунок слабкої взаємодії, тому їх час життя відносно велике (виняток становить, як було зазначено вище, Σ 0-гіперонів).

Легкі баріони (гіперонів, Δ-баріони і нуклони) залежно від спина входять до складу одного з двох мультіплетов: декуплета зі спіном 3 / 2 (Δ-баріони, Ω-гіперонів і збуджені стани Σ-і Ξ-гіперонів) і октету зі спіном 1 / 2 (нуклони, Σ-, Λ-і Ξ-гіперонів).


2. Баріонів матерія

Баріонна матерія - матерія, що складається з баріонів ( нейтронів, протонів) і електронів. Тобто, звична форма матерії, речовина. Існує також баріонна антиматерія, або антиречовину.

3. Баріонна число

Ядерна фізика підпорядковуються емпірично встановленим законом збереження баріонів числа: в замкнутій системі величина, рівна різниці кількості баріонів і кількості антібаріонов, зберігається. Ця величина називається баріонним числом. Причини збереження баріонів числа поки невідомі (у всякому разі, з ним не пов'язано якесь каліброване поле, як з електричним зарядом), однак у багатьох варіантах сучасних (поки не підтверджених) теорій, що розширюють Стандартну Модель, цей закон може порушуватися. Якщо баріонна число не зберігається, то протон (найлегший з баріонів) може розпадатися, а проте поки розпад протона не виявлено - встановлено лише нижню обмеження на час життя протона (від 10 29 до 10 33 років, залежно від каналу розпаду). Передвіщаються та інші процеси, не зберігають баріонна число, наприклад, нейтрон-антинейтрони осциляції.


Примітки

  1. Барион - Науково-технічний енциклопедичний словник - dic.academic.ru/dic.nsf/ntes/390
  2. Ядерна фізика - Астронет
Елементарні частинки
Ферміони
Кварки u d c s t b
Лептони e - e + μ - μ + τ - τ + ν e ν e ν μ ν μ ν τ ν τ
Бозони
Калібрувальні бозони γ g W-бозон Z-бозон
Інші Духи
Гіпотетичні
Суперпартнери
Гейджіно Чарджіно Глюіно Гравітіно Нейтраліно
Інші Ксенія Хіггсіно Сферміон
Інші A 0 Ділатон G H 0 J Тахіон X Y W ' Z ' Стерильне нейтрино
Складові частки
Адрони
Ядерна фізика / Гіперони Нуклони ( p p n n ) Δ Λ Σ Ξ Ω
Мезони / Кварконіі π ρ η η ' φ ω J / ψ Υ θ K B D T
Інші Атомні ядра Атоми Екзотичні атоми ( Позитрон Мюонів Кварконій) Молекули
Гіпотетичні
Екзотичні адрони
Екзотичні баріони Дібаріон Пентакварк
Екзотичні мезони Глюбол Тетракварк
Інші Мезон молекула Померон
Квазічастинки Солітон Давидова Екситон Біексітон Магнони Фонон Плазмон Поляритон Полярон Прімесон Ротони Біротон Дірка Електрон Куперовських пара Орбітон Фазон Флуктуон Еніон
Списки Список частинок Список квазічастинок Список баріонів Список мезонів Історія відкриття частинок

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru