Baryon nummer
Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 26. maj 2021; checks kræver 2 redigeringer .Baryontallet (baryonladning) er et bevaret additivt kvantetal i elementær partikelfysik , der bestemmer antallet af baryoner i et system. Det er defineret som:
hvor
er antallet af kvarker og er antallet af antikvarker .
Delingen med tre er til stede, fordi den samlede farveladning af partiklen ifølge lovene om stærk vekselvirkning skal være nul ("hvid"), se indeslutning . Dette kan opnås ved at kombinere en kvark af samme farve med en antikvark af den tilsvarende antifarve, skabe en meson med et baryontal på 0 eller ved at kombinere tre kvarker af tre forskellige farver til en baryon med et +1 baryonnummer, eller ved at kombinere tre antikvarker (med tre forskellige antifarver) til en antibaryon med et baryonnummer − en. En anden mulighed er en eksotisk pentaquark , bestående af 4 kvarker og 1 antikvark.
Så den algebraiske sum af alle kvarker i et system (eller forskellen mellem antallet af kvarker og antallet af antikvarker) er altid et multiplum af 3. Historisk set blev baryontallet bestemt længe før nutidens kvarkmodel blev etableret . Nu er det mere præcist at tale om bevarelsen af kvarktallet .
Partikler, der ikke indeholder kvarker eller antikvarker, har et baryontal på 0. Disse er partikler såsom leptoner , foton , W- og Z -bosoner . Som nævnt ovenfor kendetegner nul baryon tal alle mesoner [1] .
Baryontallet er bevaret i alle tre interaktioner i standardmodellen . Inden for rammerne af standardmodellen er der en formel mulighed for ikke-konservering af baryontallet under hensyntagen til de såkaldte chirale anomalier. Men sådanne processer er aldrig blevet observeret.
Bevarelsen af baryontal er i dag en rent fænomenologisk lov. Dens opfyldelse, observeret i alle kendte fysiske processer, følger ikke af nogen mere fundamentale love eller symmetrier (i modsætning til f.eks. loven om bevarelse af elektrisk ladning ). Årsagen til bevarelsen af baryonnummeret er således stadig ukendt.
Tidligere blev baryonnummeret ofte kaldt baryonladningen. Udtrykket "baryonnummer" er mere korrekt, da der ikke er fundet målefelter, der stammer fra en baryonladning (som et elektromagnetisk felt, der stammer fra en elektrisk ladning).
Teoretisk kan der eksistere vekselvirkninger i naturen, som ændrer baryontallet med én ( Δ B = ± 1 ) eller med to ( Δ B = ± 2 ). I det første tilfælde bliver protonhenfald muligt , i det andet neutron-antineutron-oscillationer (spontan transformation af en neutron til en antineutron og omvendt). Disse processer er endnu ikke blevet observeret eksperimentelt på trods af intensive søgninger. Et eksempel på teorier, der ikke bevarer baryon- (og lepton )-tallet, er Grand Unification-teorierne . I mange varianter af den store forening holdes baryon- og leptonnumrene ikke adskilt, men deres forskel B − L bevares . Overtrædelse af disse love bliver mærkbar ved reaktionsenergier på Grand Unified energiskalaen ( > 10 15 GeV ). Ved lave energier undertrykkes disse processer kraftigt (men ikke absolut) af den ekstremt store masse af gauge bosoner, som udfører interaktioner, der ikke bevarer baryontallet. I Grand Unified Theories er baryonladningsbevarelse således kun en effektiv regel, der holder godt ved lave energier.
Ikke-konservering af baryontal er en af de nødvendige betingelser (se Sakharov-betingelser ) for at asymmetrien mellem baryoner og antibaryoner , der observeres i vores univers, kan opstå . Universet indeholder hovedsageligt baryoner, blandingen af antibaryoner er ekstremt lille. Dette betyder, at der på nogle af de tidlige stadier af kosmologisk evolution fandt sted en baryogeneseproces med ikke-konservering af baryontallet.
Se også
Noter
- ↑ QUARK-GLUON PLASMA . Hentet 13. juli 2014. Arkiveret fra originalen 17. december 2015.