Barion

Oktet lakih bariona sa spinom 1/2

Dijagram protona, jednog od najpoznatijih bariona, koji se sastoji od dva gornja kvarka i jednog donjeg kvarka.

U fizici elementarnih čestica, barion je tip kompozitne subatomske čestice koja sadrži neparan broj valentnih kvarkova (bar 3). Barioni pripadaju hadronskoj familiji čestica, koje su čestice bazirane na kvarkovima. Barioni su fermioni na koje deluje jaka sila, ili drugim rečima hadroni polucelobrojnog spina. To su mešovite čestice sačinjene od tri kvarka, za razliku od mezona, koji se sastoje od jednog kvarka i jednog antikvarka. Barioni i mezoni su hadroni, čestice sačinjene samo od kvarkova i/ili antikvarkova. Naziv barion, koji je uveo Abraham Pajs, potiče od grčke reči za „težak” (βαρύς, barýs), jer je u vreme njihovog imenovanja većina elementarnih čestica imala manje mase od bariona.

S obzirom da su barioni sastavljeni od kvarkova, na njih deluje jaka nuklearna sila, koja je posredovana česticama poznatim kao gluoni. Za razliku od njih, leptoni nisu sačinjeni od kvarkova, pa na njih ne deluje jaka nuklearna sila. Najpoznatiji barioni su protoni i neutroni koji sačinjavaju največi deo vidljive materije u svemiru, dok su elektroni, još jedna velika gradivna jedinica atoma, leptoni. Svaki barion ima pripadajuću antičesticu, antibarion u kome su kvarkovi zamenjeni antikvarkovima. Npr. proton se sastoji od dva gornja kvarka i jednog donjeg kvarka, a njegova antičestica, antiproton se sastoji od dva gornja antikvarka i jednog donjeg antikvarka.

Do pre par godina, verovalo se da je eksperimentalno dokazano postojanje pentakvarkova – bariona sačinjenih od četiri kvarka i jednog antikvarka. Svi fizičari nisu verovali u mogućnost njihovog postojanja do 2006. Dana 13. jula 2015, CERN je objavio rezultate saglasne sa postojanjem pentakvarkova tokom raspada donjeg Lambda bariona ($\Lambda _{b}^{0}$).

Pozadina

Barioni su fermioni koji formiraju jake interakcije; that is, they are acted on by the strong nuclear force and are described by Fermi−Dirac statistics, which apply to all particles obeying the Pauli exclusion principle. This is in contrast to the bosons, which do not obey the exclusion principle.

Barioni, along with mesons, are hadrons, particles composed of quarks. Quarks have baryon numbers of B = 1/3 and antiquarks have baryon numbers of B = −1/3. The term "baryon" usually refers to triquarks—baryons made of three quarks (B = 1/3 + 1/3 + 1/3 = 1).

Other exotic baryons have been proposed, such as pentaquarks—baryons made of four quarks and one antiquark (B = 1/3 + 1/3 + 1/3 + 1/3 − 1/3 = 1), but their existence is not generally accepted. The particle physics community as a whole did not view their existence as likely in 2006, and in 2008, considered evidence to be overwhelmingly against the existence of the reported pentaquarks. However, in July 2015, the LHCb experiment observed two resonances consistent with pentaquark states in the Λ0
b → J/ψK−
p decay, with a combined statistical significance of 15σ.

In theory, heptaquarks (5 quarks, 2 antiquarks), nonaquarks (6 quarks, 3 antiquarks), etc. could also exist.

Literatura

• C. Amsler et al. (Particle Data Group) (2008). „Review of Particle Physics” (PDF). Physics Letters B. 667 (1): 1—1340. Bibcode:2008PhLB..667....1A. doi:10.1016/j.physletb.2008.07.018. 
• H. Garcilazo; J. Vijande & A. Valcarce (2007). „Faddeev study of heavy-baryon spectroscopy”. Journal of Physics G. 34 (5): 961—976. arXiv:hep-ph/0703257 . doi:10.1088/0954-3899/34/5/014. 
• K. Carter (2006). „The rise and fall of the pentaquark”. Fermilab and SLAC. Приступљено 2008-05-27. 
• W.-M. Yao et al.(Particle Data Group) (2006). „Review of Particle Physics”. Journal of Physics G. 33 (1): 1—1232. Bibcode:2006JPhG...33....1Y. arXiv:astro-ph/0601168 . doi:10.1088/0954-3899/33/1/001. 
• D.M. Manley (2005). „Status of baryon spectroscopy”. Journal of Physics: Conference Series. 5 (1): 230—237. Bibcode:2005JPhCS...9..230M. doi:10.1088/1742-6596/9/1/043. 
• H. Muir (2003). „Pentaquark discovery confounds sceptics”. New Scientist. Приступљено 2008-05-27. 
• S.S.M. Wong (1998a). „Chapter 2—Nucleon Structure”. Introductory Nuclear Physics (2nd изд.). New York (NY): John Wiley & Sons. стр. 21—56. ISBN 978-0-471-23973-4. 
• S.S.M. Wong (1998b). „Chapter 3—The Deuteron”. Introductory Nuclear Physics (2nd изд.). New York (NY): John Wiley & Sons. стр. 57—104. ISBN 978-0-471-23973-4. 
• R. Shankar (1994). Principles of Quantum Mechanics (2nd изд.). New York (NY): Plenum Press. ISBN 978-0-306-44790-7. 
• E. Wigner (1937). „On the Consequences of the Symmetry of the Nuclear Hamiltonian on the Spectroscopy of Nuclei”. Physical Review. 51 (2): 106—119. Bibcode:1937PhRv...51..106W. doi:10.1103/PhysRev.51.106. 
• M. Gell-Mann (1964). „A Schematic of Baryons and Mesons”. Physics Letters. 8 (3): 214—215. Bibcode:1964PhL.....8..214G. doi:10.1016/S0031-9163(64)92001-3. 
• W. Heisenberg (1932). „Über den Bau der Atomkerne I”. Zeitschrift für Physik (на језику: немачки). 77 (1–2): 1—11. Bibcode:1932ZPhy...77....1H. doi:10.1007/BF01342433. 
• W. Heisenberg (1932). „Über den Bau der Atomkerne II”. Zeitschrift für Physik (на језику: немачки). 78 (3–4): 156—164. Bibcode:1932ZPhy...78..156H. doi:10.1007/BF01337585. 
• W. Heisenberg (1932). „Über den Bau der Atomkerne III”. Zeitschrift für Physik (на језику: немачки). 80 (9–10): 587—596. Bibcode:1933ZPhy...80..587H. doi:10.1007/BF01335696. 

Spoljašnje veze

• Particle Data Group—Review of Particle Physics (2018).
• Georgia State University—HyperPhysics
• Baryons made thinkable, an interactive visualisation allowing physical properties to be compared