Barionszám

A barionszám (bariontöltés) egy konzervált additív kvantumszám az elemi részecskefizikában , amely meghatározza a rendszerben lévő barionok számát . Meghatározása a következő:

ahol

A hárommal való osztás azért van jelen, mert az erős kölcsönhatás törvényei szerint a részecske teljes színtöltésének nullának kell lennie ("fehér"), lásd bezártság . Ezt úgy érhetjük el, hogy egy azonos színű kvarkot a megfelelő antiszínű antikvarkkal kombinálunk, 0 barionszámú mezont hozunk létre, vagy három, három különböző színű kvarkot kombinálunk +1 barionszámú barionná , ill . három antikvarkot (három különböző antiszínnel ) egy – egy barionszámú antibarionná kombinálva. Egy másik lehetőség egy egzotikus pentakvark , amely 4 kvarkból és 1 antikvarkból áll.

Tehát egy rendszerben lévő összes kvark algebrai összege (vagy a kvarkok száma és az antikvarkok száma közötti különbség) mindig 3 többszöröse. Történelmileg a barionszámot jóval a mai kvarkmodell létrehozása előtt határozták meg . Most pontosabb a kvarkszám megmaradásáról beszélni .

A kvarkokat vagy antikvarkokat nem tartalmazó részecskék barionszáma 0. Ezek olyan részecskék, mint a leptonok , fotonok , W- és Z -bozonok . Ahogy fentebb megjegyeztük, a nulla barionszám minden mezonra jellemző [1] .

A barionszám a Standard Modell mindhárom interakciójában megmarad . A Standard Modell keretein belül az úgynevezett királis anomáliák figyelembevételével formálisan lehetőség van a barionszám meg nem őrzésére.. De ilyen folyamatokat soha nem figyeltek meg.

A barionszám megmaradása ma tisztán fenomenológiai törvény. Az összes ismert fizikai folyamatban megfigyelhető teljesülése nem következik semmilyen alapvetőbb törvényből vagy szimmetriából (ellentétben például az elektromos töltés megmaradásának törvényével ). Így a barionszám megőrzésének oka még mindig ismeretlen.

Korábban a barionszámot gyakran bariontöltetnek nevezték. A "barionszám" kifejezés helyesebb, mivel nem találtak olyan mérőmezőt , amely bariontöltésből származna (mint például az elektromos töltésből származó elektromágneses tér).

Elméletileg létezhetnek olyan kölcsönhatások a természetben, amelyek a barionszámot eggyel ( Δ B = ±1 ) vagy kettővel ( Δ B = ±2 ) változtatják. Az első esetben a protonbomlás , a másodikban a neutron-antineutron oszcillációk (a neutron spontán átalakulása antineutronná és fordítva) válik lehetővé . Ezeket a folyamatokat az intenzív kutatások ellenére kísérletileg még nem figyelték meg. Példa azokra az elméletekre, amelyek nem őrzik meg a barion- (és a lepton- ) számot, a Grand Unification elméletek . A Grand Unifikáció számos változatában a barion- és leptonszámokat nem tartják külön, de a B – L különbségüket megtartják . Ezen törvények megsértése a Grand Unified energiaskálán ( > 10 15 GeV ) lévő reakcióenergiáknál válik észrevehetővé. Alacsony energiákon ezeket a folyamatokat erősen (bár nem feltétlenül) elnyomja a rendkívül nagy tömegű mérőbozonok, amelyek olyan kölcsönhatásokat hajtanak végre, amelyek nem őrzik meg a barionszámot. Így a Nagy Egységes Elméletekben a bariontöltések megmaradása csak egy hatékony szabály, amely alacsony energiákon is érvényes.

A barionszám meg nem őrzése az egyik szükséges feltétel (lásd Szaharov-feltételek ), hogy létrejöjjön az univerzumunkban megfigyelt aszimmetria a barionok és az antibarionok között . Az Univerzum anyaga főleg barionokat tartalmaz, az antibarionok keveréke rendkívül kicsi. Ez azt jelenti, hogy a kozmológiai evolúció néhány korai szakaszában a bariogenezis folyamata ment végbe a barionszám meg nem őrzésével.

Lásd még

• B - L

Jegyzetek

1. ↑ QUARK-GLUON PLAZMA . Letöltve: 2014. július 13. Az eredetiből archiválva : 2015. december 17.. (határozatlan)