在現(xiàn)代粒子物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型理論中,重子這一名詞是指由三個夸克(或者三個反夸克組成反重子)組成的復(fù)合粒子。在這理論中它是強子的一類。值得注意的是,因為重子屬于復(fù)合粒子,所以不是基本粒子。最常見的重子有組成日常物質(zhì)原子核的質(zhì)子和中子,與反質(zhì)子、反中子合稱為核子。
重子簡介
重子(baryon)
自旋為h的半奇數(shù)倍的強子。它們的統(tǒng)計性質(zhì)屬費米子。最為熟悉的重子是質(zhì)子和中子,其他還有Λ、Σ、Ξ、Ω等粒子,其質(zhì)量均超過質(zhì)子和中子,故又稱超子。對于所有的重子可定義一個重子數(shù)B,重子的重子數(shù)為+1,反重子的重子數(shù)為-1。重子數(shù)在所有的相互作用下守恒,質(zhì)子以外的其他重子最終都要衰變?yōu)橘|(zhì)子,從而保證了質(zhì)子的穩(wěn)定性。已發(fā)現(xiàn)的各種重子都是由3個夸克構(gòu)成的,例如p=(uud),n=(udd),Λo=(uds),Σ+= (uus),Ξ-=(dss),Ω=(sss)等等;也發(fā)現(xiàn)存在第4種夸克的Λc+(udc)和Σc+(uuc)等重子的實驗證據(jù)。
其它重子中,有比這兩種粒子更重的粒子,所謂的超子。重子這個稱呼是指其質(zhì)量相對重于輕子和介于兩者之間的介子推起的。
重子是強相互作用的費米子,也就是說它們遵守費米-狄拉克統(tǒng)計和泡利不相容原理,通過組成它們的夸克它們參加強相互作用。同時它們也參加弱相互作用和引力。帶電荷的重子也參加電磁力作用。
重子與由一個夸克和一個反夸克組成的介子一起被合稱為強子。強子是所有強相互作用的粒子的總稱。
質(zhì)子是唯一獨立穩(wěn)定的重子。中子假如不與其它中子或者質(zhì)子一起組成原子核的話不穩(wěn)定,會衰變。
重子家族
重子家族
Δ重子(Δ、Δ、Δ、Δ)
由上夸克和下夸克組成,它們衰變?yōu)棣薪樽右约耙粋€質(zhì)子或者一個中子。 Λ重子(Λ、Λc)由一個上夸克、一個下夸克以及一個粲夸克或者一個奇異夸克組成。電中性的Λ重子的發(fā)現(xiàn)首次顯示了奇異夸克的存在。 Σ重子(Σ、Σ、Σ)由一個奇異夸克和兩個上或者下夸克或者一個上夸克和一個下夸克組成。電中性的Σ重子與電中性的Λ重子相同,因此比其它Σ重子衰變得快。 Ξ重子(Ξ、Ξ)由兩個奇異夸克和一個上夸克或者一個下夸克組成。電中性的Ξ重子(由一個上夸克和兩個奇異夸克組成)衰變?yōu)橐粋€電中性的Λ重子和一個電中性的π介子,後者很快衰變?yōu)橐粋€電子和一個陽電子,兩者互相湮滅,因此整個過程看上去好像是電中性的Ξ重子衰變?yōu)殡娭行缘摩刈雍唾ゑR射線。電負性的Ω重子(Ω)由三個奇異夸克組成。理論家首先預(yù)言了它的存在、質(zhì)量和衰變結(jié)果。它是通過這些預(yù)言通過它的衰變結(jié)果被發(fā)現(xiàn)的,因此它的發(fā)現(xiàn)是夸克理論的一個重要成果。
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