Kolmesta kvarkista koostuvia hiukkasia kutsutaan baryoneiksi; kaksi tunnetuinta baryonia ovat protoni (koostuu kahdesta ylöspäin kvarkeista ja yksi alaspäin) ja neutroni (kaksi alas kvarkkia ja yksi ylöspäin). Yhdessä mesonien kanssa - kvarkeista ja antiikkarkista koostuvat partikkelit - baryonit muodostavat hadronit (olet kuullut hadroneista, ne ovat osa maailman tehokkaimman hiukkasten kolarittajan, LHC: n, iso hadronikoppija).
Koska baryonit koostuvat kvarkeista, "tuntevat" voimakkaan voiman (tai voimakkaan ydinvoiman, kuten sitä myös kutsutaan), jota gluonit välittävät. Toinen tyyppi hiukkasista, jotka muodostavat tavallisen aineen, ovat leptonit, jotka eivät - sikäli kuin tiedämme - koostu mistään (ja koska ne eivät sisällä kvarkkeja, ne eivät osallistu vahvaan vuorovaikutukseen ... mikä on toinen tapa sanomalla, että heillä ei ole vahvaa voimaa); elektroni on eräänlainen leptoni. Baryonit ja leptonit ovat fermioneja, joten noudata Paulin poissulkemisperiaatetta (joka muun muassa sanoo, että tietyssä kvantitilassa voi olla vain yksi fermion milloin tahansa ... ja lopulta miksi et pudota tuolisi läpi).
Ainoa vakaa baryoni on protoni; sellaisissa ympäristöissä, jotka tunnemme jokapäiväisessä elämässä. useimpien atomien ydinympäristössä neutroni on myös vakaa (ja myös neutronitähteen ääriympäristössä); on kuitenkin satoja erilaisia epävakaita baryoneja.
Yksi iso, avoin kysymys kosmologiassa on, kuinka baryonit muodostuivat - baryogeneesi - ja miksi universumissa ei ole olennaisesti anti-baryoneja. Jokaisella baryonilla on vastaava anti-baryoni… on esimerkiksi anti-protoni, protonin anti-baryon-vastine, joka koostuu kahdesta ylöspäin antikvarkeista ja yhdestä alaspäin antikvarkista. Joten jos aluksi olisi yhtä monta baryonia ja anti-baryonia, miksi jälkimmäisiä ei juuri tänään ole?
Astronomit käyttävät usein termiä "baryoninen aine" viittaamaan tavallisiin aineisiin; se on vähän harhaanjohtava, koska se sisältää elektroneja (jotka ovat leptoneja)… ja se sulkee yleensä pois neutriinoja (ja anti-neutriinoja), jotka ovat myös leptoneita! Ehkä parempi termi voi olla asia, joka on vuorovaikutuksessa sähkömagneettisuuden kanssa (ts. Tuntuu sähkömagneettisella voimalla), mutta se on vähän suu. Ei-baryonisesta aineesta muodostuu (kylmä) tumma aine (CDM); CDM ei ole vuorovaikutuksessa sähkömagneettisesti.
Particle Data Group ylläpitää yhteenvetotaulukoita kaikkien tunnettujen baryonien ominaisuuksista. Suhteellisen uusi astrofysiikan (ja kosmologian) tutkimusalue on baryoniakustiset värähtelyt (BAO); Lue lisää siitä tällä Los Alamosin kansallisen laboratorion verkkosivustolla…
… Ja Space Magazine -artikkelissa Uusi Dark Energy -haku palaa ajassa. Muita avaruuslehden tarinoita, joissa on baryoneja, ovat nimenomaisesti Is Dark Matter koostettu steriloiduista neutriinoista ?, ja Astronomit Supernovan korkean hälytyksen aiheena.
Lähteet:
wikipedia
Hyperphysics
