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.

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.