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Baryonen

Baryonen sind aus drei Hauptquarks zusammengesetzt.

Zu den Baryonen zählen beispielsweise das Proton und das Neutron.

Es gibt rund 120 verschiedene Baryonen, von denen alle bis auf eines in ein Proton zerfallen. Das Proton hingegen scheint stabil zu sein. Präzisionsexperimente haben zumindest die Lebensdauer des Protons auf 1031 Jahren bestimmt. Im Verhältnis zum geschätzten Alter des Universums (1010 Jahre) ist das lang.

Der Name "Baryon" ist dem griechischen Wort für "schwer" entlehnt. So ist das Proton beispielsweise 2000-mal schwerer als das Elektron, das leichteste der Leptonen.

Details zu den Baryonen

Die leichten Baryonen

NameEntdeckungQSI3Quark-Inhalt
Proton, wahrscheinlich das einzige stabiles Baryon1911-1919+10+1/2duu
Neutron193200-1/2ddu
Lambda19510-10dsu
Sigma-Minus1953-1-1-1dds
Sigma-Null19560-10dsu
Sigma-Plus1953+1-1+1suu
Xi-Minus1952-1-2-1/2dss
Xi-Null19590-2+1/2ssu

Schwere Baryonen

NameEntdeckungQSI3Quark-Inhalt
Delta-Minusvor 1973-10-3/2ddd
Delta-Nullvor 197300-1/2ddu
Delta-Plusvor 1973+10+1/2duu
Delta-Plus-Plusvor 1973+20+3/2uuu
Sigma(1385)-Minus, schwere Version vom Sigma-Minusvor 1960-1-1-1dds
Sigma(1385)-Null, schwere Version vom Sigma-Nullvor 19600-10dsu
Sigma(1385)-Plus, schwere Version vom Sigma-Plusvor 1960+1-1+1suu
Xi(1539)-Minus, schwere Version vom Xi-Minusvor 1963-1-2-1/2dss
Xi(1539)-Null, schwere Version vom Xi-Nullvor 1963+1-2+1/2ssu
Omega-Minus1964-1-30sss

Unterschiedliche Baryonen mit denselben Quarks

Neutron und Delta-Null sind beide aus zwei Down-Quarks und einem Up-Quark zusammengesetzt. Wieso am Ende dennoch zwei unterschiedliche Teilchen herauskommen, liegt am Spin der drei Quarks.

Der Spin ist eine Eigenschaft, die bei Quarks zwei unterschiedliche Werte annehmen kann: Er kann nach oben (+) oder nach unten (-) zeigen.

Bringt man nun drei Quarks zusammen, muss man zwei Möglichkeiten unterscheiden. Entweder zeigen alle drei Spins in dieselbe Richtung (+++ oder ---), oder es zeigen zwei in dieselbe Richtung und der dritte schert aus (++- oder +-+ oder -++ oder --+ oder -+- oder +--). Mit diesen beiden Möglichkeiten sind nun unterschiedliche Eigenschaften, wie Zerfall, Masse usw., verbunden.

Bei einem Neutron zeigen nur die Spins von zwei Quarks in dieselbe Richtung, beim Delta-Null sind die Spins aller drei Quarks gleich ausgerichtet.
 
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