Барыён

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці

Барыёны (ад грэч.: βαρύς — цяжкі) — сямейства элементарных часціц, якія моцна ўзаемадзейнічаюць[1] ферміёны[2] і складаюцца з трох кваркаў (мяркуецца, але не даказана існаванне барыёнаў з 5 і большай колькасці кваркаў, гл. пентакварк). Барыёны разам з мезонамі (апошнія складаюцца з цотнай колькасці кваркаў) складаюць групу элементарных часціц, якія ўдзельнічаюць у моцным узаемадзеянні і завуцца адронамі.

Да асноўных барыёнаў адносяцца (па меры ўзрастання масы): пратон, нейтрон, лямбда-гіперон, сігма-гіперон, ксі-гіперон, амега-гіперон. Маса амега-гіперона (3278 мас электрона) амаль у 1,8 разы большая за масу пратона.

Мезон Мезон Барыён Нуклон Кварк Лептон Электрон Адрон Атам Малекула Фатон W- і Z-базоны Глюон Гравітон Электрамагнітнае ўзаемадзеянне Слабае ўзаемадзеянне Моцнае ўзаемадзеянне Гравітацыя Квантавая электрадынаміка Квантавая хромадынаміка Квантавая гравітацыя Электраслабае ўзаемадзеянне Тэорыя Вялікага аб'яднання Тэорыя ўсяго Элементарная часціца Рэчыва Базон Хігса
Кароткі агляд розных сямействаў элементарных і састаўных часціц, і тэорыі, якія апісваюць іх узаемадзеянні. Ферміёны злева, Базоны справа. (на пункты на карцінцы можна націскаць)

Класіфікацыя барыёнаў[правіць | правіць зыходнік]

Найбольш стабільнымі барыёнамі з'яўляюцца пратон (самы лёгкі з барыёнаў) і нейтрон (разам яны складаюць групу нуклонаў). Першы з іх, наколькі гэта сёння вядома, стабільны, з другім з часам жыцця, блізкім да 1000 с, адбываецца бэта-распад. Цяжэйшыя барыёны распадаюцца за час ад 10-23 да 10-10 с.

Нуклоны маюць кваркавы састаў uud (пратон) і udd (нейтрон). Іх спін роўны 1/2, дзіўнасць нулявая. Маса блізкая да 940 МэВ. Разам са сваімі кароткажывучы ўзбуджанымі станамі нуклоны адносяцца да групы N-барыёнаў.

Барыёны, якія змяшчаюць прынамсі адзін дзіўны кварк (але не змяшчаюць цяжэйшых кваркаў), завуцца гіперонамі.

У сямействе барыёнаў, акрамя нуклонаў, вылучаюць групы Δ-, Λ-, Σ-, Ξ- і Ω-барыёнаў.

  • Δ-барыёны++, Δ+, Δ0, Δ), як і нуклоны, складаюцца з u- і d-кваркаў, але, у адрозненне ад нуклонаў, іх спін роўны 3/2. Распадаюцца яны галоўным чынам на нуклон і піён. Час жыцця Δ-барыёнаў блізкі да 10−23 с.
  • Λ-барыёны0) — нейтральныя (але не сапраўдна нейтральныя) часціцы са спінам 1/2 і дзіўнасцю -1 (гэта значыць іх можна зваць Λ-гіперонамі), якія складаюцца з u-, d- і s-кварка. У іх u- і d-кваркі знаходзяцца ў сінглетным па ізаспіне стане (I=0). Маса 1117 МэВ. Распадаюцца пераважна на пратон і адмоўны піён або на нейтрон і нейтральны піён з часам жыцця 2,6×10−10 с. Адкрыты таксама цяжкія Λ-барыёны (Λ+c і Λ0b), у якіх дзіўны кварк заменены зачараваным (c-кваркам) або прыгожым (b-кваркам).
  • Σ-барыёны+, Σ0, Σ) маюць спін 1/2, дзіўнасць -1. Як і Λ-барыён, складаюцца з u-, d- і s-кварка, але трыплетны па ізаспіне (I=1). Нейтральны Σ0-барыён мае той жа кваркавы састаў, што і Λ0-барыён (uds), але цяжэйшы, у сувязі з гэтым ён вельмі хутка распадаецца ў Λ0 з вылетам фатона (час жыцця складае толькі 6×10-20 с, паколькі распад адбываецца за кошт электрамагнітнага ўзаемадзеяння). Σ+ (uus) і Σ (dds) распадаюцца за прыкладна 10-10 с на піён і нуклон. Варта адзначыць, што Σ+ і Σ не з'яўляюцца часціцай і антычасцінай — гэта самастойныя часціцы, кожная з іх (як, дарэчы, і Σ0) мае сваю антычасціну. Масы Σ-гіперонаў складаюць каля 1200 МэВ. Выяўлены таксама цяжкія Σ-барыёны, якія не з'яўляюцца гіперонамі (гэта значыць змяшчаюць замест s-кварка цяжэйшы кварк).
  • Ξ-барыёны0 і Ξ) маюць спін 1/2, дзіўнасць −2. Яны ўтрымліваюць па два дзіўныя кваркі; кваркавы састаў uss (Ξ0) і dss (Ξ). Іх маса блізкая да 1,3 ГэВ. Распадаюцца (з часам жыцця каля 10−10 с) на піён і Λ0-гіперон. Існуюць цяжкія Ξ-барыёны, якія не з'яўляюцца гіперонамі (адзін з дзіўных кваркаў заменены c- або b-кваркам).
  • Ω-барыёны (існуе толькі адзін тып гэтых часціц, Ω-гіперон) маюць спін 3/2 і дзіўнасць −3, складаюцца з 3 дзіўных кваркаў (sss). Маса часціцы 1,672 ГэВ. Пераважныя моды распаду — на Λ0-гіперон і адмоўны каон ці на Ξ0 і адмоўны піён (час жыцця каля 10−10 с). Адкрыты некаторыя цяжкія Ω-барыёны, якія адрозніваюцца заменай аднаго з s-кваркаў на цяжкі кварк.
Дэкуплет барыёнаў са спінам 3/2
Актэт барыёнаў са спінам 1/2

Існуе таксама шырокі спектр кароткажывучых узбуджаных станаў гэтых барыёнаў.

Большасць лёгкіх барыёнаў у асноўным стане распадаюцца за кошт слабога ўзаемадзеяння, таму іх час жыцця адносна вялікі (выключэнне складае, як было адзначана вышэй, Σ0-гіперон).

Лёгкія барыёны (гіпероны, Δ-барыёны і нуклоны) у залежнасці ад спіна ўваходзяць у склад аднаго з двух мультыплетаў: дэкуплета са спінам 3/2 (Δ-барыёны, Ω-гіпероны і ўзбуджаныя станы Σ- і Ξ-гіперонаў) і актэта са спінам 1/2 (нуклоны, Σ-, Λ- і Ξ-гіпероны).

Барыённая матэрыя[правіць | правіць зыходнік]

Барыённая матэрыя — матэрыя, якая складаецца з барыёнаў (нейтронаў, пратонаў) і электронаў. Гэта значыць, звыклая форма матэрыі, рэчыва.
Існуе таксама барыённая антыматэрыя, ці антырэчыва.

Барыённы лік[правіць | правіць зыходнік]

Барыёны падпарадкоўваюцца эмпірычна ўсталяванаму закону захавання барыённага ліку: у замкнёнай сістэме велічыня, роўная рознасці колькасці барыёнаў і колькасці антыбарыёнаў, захоўваецца. Гэта велічыня завецца барыённым лікам. Прычыны захавання барыённага ліку пакуль невядомыя (ва ўсякім разе, з ім не звязана якое-небудзь калібравальнае поле, як з электрычным зарадам), аднак у шматлікіх варыянтах сучасных (пакуль не пацверджаных) тэорый, якія пашыраюць Стандартную Мадэль, гэты закон можа парушацца. Калі барыённы лік не захоўваецца, то пратон (самы лёгкі з барыёнаў) можа распадацца; аднак пакуль распад пратона не выяўлены — усталявана толькі ніжняе абмежаванне на час жыцця пратона (ад 1029 да 1033 гадоў, у залежнасці ад канала распаду). Прадказваюцца і іншыя працэсы, якія не захоўваюць барыённы лік, напрыклад, нейтрон-антынейтронныя асцыляцыі.

Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]

Зноскі

  1. Барион — Научно-технический энциклопедический словарь
  2. Барионы — Астронет