الباريون (baryon) أو الرُجَيْحَن، على وزن فُعَيْلَن من أَرْجَحَ الميزانَ أَي أَثقله في الترجمات الحديثة، وهي كلمة إغريقية βαρύς (باري) وتعني الثقيل، وسبب التسمية أنه اعتقد وقت اكتشاف الباريون بأنه أثقل الجسيمات الأولية كتلةً[1]، وينتمي إلى عائلة الجسيمات المركبة المحتوية على ثلاث كواركات، على عكس الميزونات التي هي من نفس العائلة، بينما تحتوي على كوارك واحد وضديد كوارك واحد. ولكن يبقى الباريونات والميزونات هما جزء من عائلة جسيمات أكبر وهي الهادرونات.
وقد اعتقد إلى وقت قريب جدا بأن هناك تجارب أظهرت بوجود بنتاكوارك- وهي باريونات "شاذة" مخلقة من أربعة كواركات ونقيض كوارك واحد[2][3]. لكن مجتمع فيزياء الجسيمات ككل لا يرى بوجودها على الأرجح خلال عام 2006[4]. وفي عام 2008 تم النظر بدلائل قد تكون وبشكل قوي ضد وجود بنتاكوارك المذكورة[5].
بما أن الباريونات تحتوي على كواركات، فإنها ترتبط مع بعضها بتآثر قوي. على عكس من اللبتونات التي لا تحتوي على كواركات فإن ارتباطها لايحتاج أن يكون تآثر قوي. معظم الباريونات هي بروتونات أو نيوترونات التي يتكون منها معظم المادة المنظورة المتوفرة في الكون، في حين أن الإلكترونات (العنصر الرئيسي الآخر للذرة) هي لبتونات. لكل باريون له جسيم مضاد نظير له (ضديد باريون)، حيث تستبدل الكواركات بكواركات مضادة نظيرة لها. فعلى سبيل المثال، يحتوي البروتون على اثنين كواركات علوية وواحد سفلي; ونظيره مضاد بروتون يحتوي على اثنين كواركات مضادة علوية وواحد كوارك مضاد سفلي.
قائمة الباريونات
القوائم التالية تعطي تفاصيل جميع الباريونات المعروفة والمتنبئ بها في تكوينات مجموع العزم الزاوي J = 1⁄2 وJ = 3⁄2 مع المطابق الموجب.
الرموز الموجودة في تلك القوائم هي: I (مغزل نظائري), J (مجموع العزم الزاوي), P (نظير الشحنة), u (كوارك علوي), d (كوارك سفلي), s (كوارك غريب), c (كوارك ساحر), b (كوارك قعري), Q (الشحنة), B (رقم باريوني), S (الغرابة), C (نكهة (فيزياء الجسيمات)), B′ (قعرية (عدد كم)),، بالإضافة إلى نظام واسع من الجسيمات دون الذرية (أنظر إلى مقالة باريون للمزيد من الشرح المفصل حول تلك الرموز).
يحتوي الجدول على خصائص ومحتويات كوارك الجسيمات، أما الجسيمات المضادة فيجب تغيير الكوارك إلى كوارك مضاد (والعكس صحيح)، الرموز Q, B, S, C, وB′ ستكون بإشارات عكسية. العلامة † المجاورة لاسم الجسيم فهي ترمز إلى جسيم تم التكهن به حسب النموذج العياري ولكن لم يتم ملاحظته بعد. القيم التي باللون الأحمر فهي لم تثبت بالتجارب بعد، ولكنها تم التكهن بها بواسطة نموذج الكوارك وملائمة مع القياسات[6][7].
JP = 1⁄2+ باريونات
| Particle name | Symbol | Quark content |
كتلة السكون (MeV/c2) | لف نظائري | JP | شحنة كهربائية e | غرابة (عدد كم) | سحر (عدد كم) | قعرية (عدد كم) | تضاؤل أسي (ثانية) | Commonly decays to |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| نوية (ذرة)/بروتون[8] | p / p+ / N+ |
u u d |
0,938.272 029 ± 0.000 080[a] | 1⁄2 | 1⁄2+ | +1 | 0 | 0 | 0 | Stable[b] | Unobserved |
| نوية (ذرة)/نيوترون[9] | n / n0 / N0 |
u d d |
0,939.565 360 ± 0.000 081[a] | 1⁄2 | 1⁄2+ | 0 | 0 | 0 | 0 | 8.857 ± 0.008 × 10+2[c] | p+ + e− + ν e |
| Lambda[10] | Λ0 |
u d s |
1,115.683 ± 0.006 | 0 | 1⁄2+ | 0 | −1 | 0 | 0 | 2.631 ± 0.020 × 10−10 | p+ + π− or n0 + π0 |
| charmed Lambda[11] | Λ+ c |
u d c |
2,286.46 ± 0.14 | 0 | 1⁄2+ | +1 | 0 | +1 | 0 | 2.00 ± 0.06 × 10−13 | See Λ+ c decay modes |
| bottom Lambda[12] | Λ0 b |
u d b |
5,620.2 ± 1.6 | 0 | 1⁄2+ | 0 | 0 | 0 | −1 | 1.409+0.055 −0.054 × 10−12 |
See Λ0 b decay modes |
| Sigma[13] | Σ+ |
u u s |
1,189.37 ± 0.07 | 1 | 1⁄2+ | +1 | −1 | 0 | 0 | 8.018 ± 0.026 × 10−11 | p+ + π0 or |
| Sigma[14] | Σ0 |
u d s |
1,192.642 ± 0.024 | 1 | 1⁄2+ | 0 | −1 | 0 | 0 | 7.4 ± 0.7 × 10−20 | Λ0 + γ |
| Sigma[15] | Σ− |
d d s |
1,197.449 ± 0.030 | 1 | 1⁄2+ | −1 | −1 | 0 | 0 | 1.479 ± 0.011 × 10−10 | n0 + π− |
| charmed Sigma[16] | Σ++ c(2455) |
u u c |
2,454.02 ± 0.18 | 1 | 1⁄2+ | +2 | 0 | +1 | 0 | 3.0 ± 0.4 × 10−22[d] | Λ+ c + π+ |
| charmed Sigma[16] | Σ+ c(2455) |
u d c |
2,452.9 ± 0.4 | 1 | 1⁄2+ | +1 | 0 | +1 | 0 | >1.4 × 10−22[d] | Λ+ c + π0 |
| charmed Sigma[16] | Σ0 c(2455) |
d d c |
2,453.76 ± 0.18 | 1 | 1⁄2+ | 0 | 0 | +1 | 0 | 3.0 ± 0.5 × 10−22[d] | Λ+ c + π− |
| bottom Sigma[17] | Σ+ b(?[e]) |
u u b |
5,807.8 ± 2.7 | 1 | 1⁄2+ | +1 | 0 | 0 | −1 | Unknown | Λ0 b + π+ |
| bottom Sigma† | Σ0 b(?[e]) |
u d b |
Unknown | 1 | 1⁄2+ | 0 | 0 | 0 | −1 | Unknown | Unknown |
| bottom Sigma[17] | Σ− b(?[e]) |
d d b |
5,815.2 ± 2.0 | 1 | 1⁄2+ | −1 | 0 | 0 | −1 | Unknown | Λ0 b + π− |
| Xi[18] | Ξ0 |
u s s |
1,314.86 ± 0.20 | 1⁄2 | 1⁄2+ | 0 | −2 | 0 | 0 | 2.90 ± 0.09 × 10−10 | Λ0 + π0 |
| Xi[19] | Ξ− |
d s s |
1,321.71 ± 0.07 | 1⁄2 | 1⁄2+ | −1 | −2 | 0 | 0 | 1.639 ± 0.015 × 10−10 | Λ0 + π− |
| charmed Xi[20] | Ξ+ c |
u s c |
2,467.9 ± 0.4 | 1⁄2 | 1⁄2+ | +1 | −1 | +1 | 0 | 4.42 ± 0.26 × 10−13 | See Ξ+ c decay modes |
| charmed Xi[21] | Ξ0 c |
d s c |
2,471.0 ± 0.4 | 1⁄2 | 1⁄2+ | 0 | −1 | +1 | 0 | 1.12+0.13 −0.10 × 10−13 |
See Ξ0 c decay modes |
| charmed Xi prime[22] | Ξ′+ c |
u s c |
2,575.7 ± 3.1 | 1⁄2 | 1⁄2+ | +1 | −1 | +1 | 0 | Unknown | Ξ+ c + γ (seen) |
| charmed Xi prime[23] | Ξ′0 c |
d s c |
2,578.0 ± 2.9 | 1⁄2 | 1⁄2+ | +1 | −1 | +1 | 0 | Unknown | Ξ0 c + γ (seen) |
| double charmed Xi[f]† | Ξ++ cc |
u c c |
Unknown | 1⁄2 | 1⁄2+ | +2 | 0 | +2 | 0 | Unknown | Unknown |
| double charmed Xi[f][24] | Ξ+ cc |
d c c |
3,518.9 ± 0.9[f] | 1⁄2 | 1⁄2+ | +1 | 0 | +2 | 0 | <3.3 × 10−14[f] | Λ+ c + K− + π+ [f] or p+ + D+ + K− [f] |
| bottom Xi[25] (or Cascade B) |
Ξ0 b |
u s b |
Unknown | 1⁄2 | 1⁄2+ | 0 | −1 | 0 | −1 | 1.42+0.28 −0.24 × 10−12[g] |
See Ξ b decay modes |
| bottom Xi[25] (or Cascade B) |
Ξ− b |
d s b |
5,792.4 ± 3.0 | 1⁄2 | 1⁄2+ | −1 | −1 | 0 | −1 | 1.42+0.28 −0.24 × 10−12[g] |
See Ξ b decay modes ( Ξ− + J/ψ was also seen) |
| bottom Xi prime† | Ξ′0 b |
u s b |
Unknown | 0 | 1⁄2+ | 0 | −1 | 0 | −1 | Unknown | Unknown |
| bottom Xi prime† | Ξ′− b |
d s b |
Unknown | 0 | 1⁄2+ | 0 | −1 | 0 | −1 | Unknown | Unknown |
| double bottom Xi† | Ξ0 bb |
u b b |
Unknown | 1⁄2 | 1⁄2+ | 0 | 0 | 0 | −2 | Unknown | Unknown |
| double bottom Xi† | Ξ− bb |
d b b |
Unknown | 1⁄2 | 1⁄2+ | −1 | 0 | 0 | −2 | Unknown | Unknown |
| charmed bottom Xi† | Ξ+ cb |
u c b |
Unknown | 1⁄2 | 1⁄2+ | +1 | 0 | +1 | −1 | Unknown | Unknown |
| charmed bottom Xi† | Ξ0 cb |
d c b |
Unknown | 1⁄2 | 1⁄2+ | 0 | 0 | +1 | −1 | Unknown | Unknown |
| charmed bottom Xi prime† | Ξ′+ cb |
u c b |
Unknown | 0 | 1⁄2+ | +1 | 0 | +1 | −1 | Unknown | Unknown |
| charmed bottom Xi prime† | Ξ′0 cb |
d c b |
Unknown | 0 | 1⁄2+ | +1 | 0 | +1 | −1 | Unknown | Unknown |
| charmed Omega[26] | Ω0 c |
s s c |
2,697.5 ± 2.6 | 0 | 1⁄2+ | 0 | −2 | +1 | 0 | 6.9 ± 1.2 × 10−14 | See Ω0 c decay modes |
| bottom Omega[27] | Ω− b |
s s b |
6,165 ± 23 | 0 | 1⁄2+ | −1 | −2 | 0 | −1 | 1.13+0.55 −0.42 × 10−12 |
( Ω− + J/ψ seen) |
| double charmed Omega† | Ω+ cc |
s c c |
Unknown | 0 | 1⁄2+ | +1 | −1 | +2 | 0 | Unknown | Unknown |
| charmed bottom Omega† | Ω0 cb |
s c b |
Unknown | 0 | 1⁄2+ | 0 | −1 | +1 | −1 | Unknown | Unknown |
| charmed bottom Omega prime† | Ω′0 cb |
s c b |
Unknown | 0 | 1⁄2+ | 0 | −1 | +1 | −1 | Unknown | Unknown |
| double bottom Omega† | Ω− bb |
s b b |
Unknown | 0 | 1⁄2+ | −1 | −1 | 0 | −2 | Unknown | Unknown |
| double charmed bottom Omega† | Ω+ ccb |
c c b |
Unknown | 0 | 1⁄2+ | +1 | 0 | +2 | −1 | Unknown | Unknown |
| charmed double bottom Omega† | Ω0 cbb |
c b b |
Unknown | 0 | 1⁄2+ | 0 | 0 | +1 | −2 | Unknown | Unknown |
†^ Particle has not yet been observed.
[a] ^ The masses of the بروتون and نيوترون are known with much better precision in وحدة كتل ذريةs (u) than in إلكترون فولت/c2, due to the relatively poorly known value of the شحنة أولية. In atomic mass unit, the mass of the proton is 1.007 276 466 88(13) وحدة كتل ذرية while that of the neutron is 1.008 664 915 60(55) وحدة كتل ذرية.
[b] ^ At least 1035 years. See proton decay.
[c] ^ For نيوترونs; in most common nuclei, neutrons are stable.
[d] ^ PDG reports the عامل الجودة (Γ). Here the conversion τ = ħ⁄Γ is given instead.
[e] ^ The specific values of the name has not been decided yet, but will likely be close to
Σ
b(5810).
[f] ^ Some controversy exists about this data.[24]
[g] ^ This is actually a measurement of the average lifetime of b-baryons that decay to a jet containing a same sign
Ξ
∓
l
∓ pair. Presumably the mix is mainly
Ξ
b, with some
Λ
b.