重子列表

重子列表

重子由三個夸克組成,相較之下介子則是由夸克-反夸克對所組成。重子與介子都屬於強子,意即單純由夸克或同時由夸克和反夸克所組成的粒子。重子的英文名稱“baryon”是來自希臘語中的“βαρύς”,意為“重的”,因為在命名當時,重子具有比其他物質粒子還要大的質量被認為是其特性之一。

基本介紹

  • 中文名:重子列表
  • 外文名:List of baryons
  • 日文名:バリオンの
  • 法語名:Baryon
  • 德語名:Liste der Baryonen
物質介紹,重子列表,J=12重子,J=32重子,重子共振粒子,

物質介紹

重子由三個夸克組成,相較之下介子則是由夸克-反夸克對所組成。重子與介子都屬於強子,意即單純由夸克或同時由夸克和反夸克所組成的粒子。重子的英文名稱“baryon”是來自希臘語中的“βαρύς”,意為“重的”,因為在命名當時,重子具有比其他物質粒子還要大的質量被認為是其特性之一。
直到近幾年,部分實驗證實了五夸克態粒子的存在,亦即由四個夸克與一個反夸克所組成的重子。2015年7月13日,歐洲核子研究組織的LHCb團隊宣布,在底Λ粒子衰變模式中找到了與五夸克態吻合的結果。
因為重子是由夸克所組成的,它們也會參與強相互作用。相對而言,不是由夸克所組成的輕子就不會參與強相互作用了。著名的重子包含質子中子,它們組成了宇宙中大多數的可見物質,然而另一個主要組成原子的粒子,也就是電子,則屬於輕子。每個重子都有各自相對應的反粒子,稱為反重子,其中,夸克被替換成了對應的反夸克。例如,一個質子是由兩個上夸克與一個下夸克所組成,而其對應的反粒子,亦即反質子,則是由兩個反上夸克與一個反下夸克所組成。

重子列表

本列表列出了所有已知與被預測的重子,其角動量為J=12及J=32,並有著正的宇稱值。
  • 只含有一種夸克的重子(例如 uuu 和 ddd)可以存在J=32的組態,然而J=12是泡利不相容原理所不允許的。
  • 含有二種夸克的重子(例如 uud 和 uus)可以存在J=12及J=32的組態。
  • 含有三種夸克的重子(例如 uds 和 udc)可以存在J=12及J=32的組態。這類型的重子可以具有二種J=12的組態。
在本列表中的符號有:I同位旋)、J總角動量量子數)、P宇稱,表示坐標系鏡像變換時特徵值的奇偶性)、u(上夸克)、d(下夸克)、s(奇夸克)、c(粲夸克)、b(底夸克)、Q電荷)、B重子數)、S奇異數)、C粲數)、B′底數)以及多種次原子粒子。
本列表並未列出反重子。然而,它們只是將所有夸克換成對應的反夸克,並將QBSCB′等數值變號。在本表格中,有著記號的粒子表示該粒子被標準模型所預測,然而尚未被觀測到。橙色的數值表示實驗上尚未被完全確定,但其實驗結果吻合夸克模型之預測。

J=12重子

J=12重子
粒子名稱符號夸克組成靜止質量 (MeV/c)IJQ(e)SCB'平均生命期()通常衰變至
p/p+
/N+
938.272046(21)
12
12
+1
0
0
0
穩定
未被觀測
n/n0
/N0
939.565379(21)
12
12
0
0
0
0
8.800±0.009×10
p+
+e−

e
Λ0
1,115.683±0.006
0
12
0
−1
0
0
2.632±0.020×10
p+
+π−

n0
+π0
粲Λ
Λ+
c
2,286.46±0.14
0
12
+1
0
+1
0
2.00±0.06×10
參見Λ+
c的衰變模式
底Λ
Λ0
b
5,619.4±0.6
0
12
0
0
0
−1
1.429±0.024×10
參見Λ0
b的衰變模式
Σ+
1,189.37±0.07
1
12
+1
−1
0
0
8.018±0.026×10
n0
+π+
Σ0
1,192.642±0.024
1
12
0
−1
0
0
7.4±0.7×10
Λ0
+γ
Σ−
1,197.449±0.030
1
12
−1
−1
0
0
1.479±0.011×10
n0
+π−
粲Σ
Σ++
c
2,453.98±0.16
1
12
+2
0
+1
0
2.91±0.32×10
Λ+
c+π+
粲Σ
Σ+
c
2,452.9±0.4
1
12
+1
0
+1
0
>1.43×10
Λ+
c+π0
粲Σ
Σ0
c
2,453.74±0.16
1
12
0
0
+1
0
3.05±0.37×10
Λ+
c+π−
底Σ
Σ+
b
5,811.3+0.9
−0.8±1.7
1
12
+1
0
0
−1
6.8+2.7
−3.5×10
Λ0
b+π+
底Σ
Σ0
b
未知
1
12
0
0
0
−1
未知
未知
底Σ
Σ−
b
5,815.5+0.6
−0.5±1.7
1
12
−1
0
0
−1
1.34+0.87
−1.15×10
Λ0
b+π−
Ξ0
1,314.86±0.20
12
12
0
−2
0
0
2.90±0.09×10
Λ0
+π0
Ξ−
1,321.71±0.07
12
12
−1
−2
0
0
1.639±0.015×10
Λ0
+π−
粲Ξ
Ξ+
c
2,467.8+0.4
−0.6
12
12
+1
−1
+1
0
4.42±0.26×10
參見Ξ+
c的衰變模式
粲Ξ
Ξ0
c
2,470.88+0.34
−0.80
12
12
0
−1
+1
0
1.12+0.13
−0.10×10
參見Ξ0
c的衰變模式
粲Ξ'
Ξ′+
c
2,575.6±3.1
12
12
+1
−1
+1
0
未知
Ξ+
c+γ(已被觀測)
粲Ξ'
Ξ′0
c
2,577.9±2.9
12
12
0
−1
+1
0
未知
Ξ0
c+γ(已被觀測)
雙粲Ξ
Ξ++
cc
未知
12
12
+2
0
+2
0
未知
未知
雙粲Ξ
Ξ+
cc
3,518.9±0.9
12
12
+1
0
+2
0
<3.3×10
Λ+
c+K−
+π+

p+
+D+
+K−
底Ξ
(又稱級聯B)
Ξ0
b
5,787.8±5.0±1.3
12
12
0
−1
0
−1
未知
參見Ξ
b的衰變模式
底Ξ
(又稱級聯B)
Ξ−
b
5,791.1±2.2
12
12
−1
−1
0
−1
(1.56+0.27
−0.25±0.02)×10
參見Ξ
b的衰變模式
底Ξ'
Ξ′0
b
未知
12
12
0
−1
0
−1
未知
未知
底Ξ'
Ξ′−
b
未知
12
12
−1
−1
0
−1
未知
未知
雙底Ξ
Ξ0
bb
未知
12
12
0
0
0
−2
未知
未知
雙底Ξ
Ξ−
bb
未知
12
12
−1
0
0
−2
未知
未知
粲底Ξ
Ξ+
cb
未知
12
12
+1
0
+1
−1
未知
未知
粲底Ξ
Ξ0
cb
未知
12
12
0
0
+1
−1
未知
未知
粲底Ξ'
Ξ′+
cb
未知
12
12
+1
0
+1
−1
未知
未知
粲底Ξ'
Ξ′0
cb
未知
12
12
0
0
+1
−1
未知
未知
粲Ω
Ω0
c
2,695.2±1.7
0
12
0
−2
+1
0
6.9±1.2×10
參見Ω0
c的衰變模式
底Ω
Ω−
b
6,071±40
0
12
−1
−2
0
−1
(1.13+0.55
−0.42±0.02)×10
(Ω−
+J/ψ已被觀測到)
雙粲Ω
Ω+
cc
未知
0
12
+1
−1
+2
0
未知
未知
粲底Ω
Ω0
cb
未知
0
12
0
−1
+1
−1
未知
未知
粲底Ω'
Ω′0
cb
未知
0
12
0
−1
+1
−1
未知
未知
雙底Ω
Ω−
bb
未知
0
12
−1
−1
0
−2
未知
未知
雙粲底Ω
Ω+
ccb
未知
0
12
+1
0
+2
−1
未知
未知
粲雙底Ω
Ω0
cbb
未知
0
12
0
0
+1
−2
未知
未知

  
^未被觀測到的粒子。

^質子中子的質量以原子質量單位表示比以MeV/c表示具有更高的精確度,因為人們對基本電荷值的量測仍不是很精確。當以原子質量單位表示時,質子的質量為1.007276466812(90)u、中子的質量則是1.00866491600(43)u。

^至少10年,參見質子衰變
^對於自由中子而言。在一般的原子核中,中子是穩定的。
^此處根據粒子數據組(PDG)所給出的共振寬度(Γ)值,使用生命期 τ=ħΓ轉換求得。
^該數據有部分爭議。

J=32重子

J=32重子
粒子名稱符號夸克組成靜止質量 (MeV/c)IJQ(e)SCB'平均生命期()通常衰變至
Δ++
(1232)
1,232±2
32
32
+2
0
0
0
5.63±0.14×10
p+
+π+
Δ+
(1232)
1,232±2
32
32
+1
0
0
0
5.63±0.14×10
π0
+p+
Δ0
(1232)
1,232±2
32
32
0
0
0
0
5.63±0.14×10
π−
+p+
Δ−
(1232)
1,232±2
32
32
−1
0
0
0
5.63±0.14×10
π−
+n0
Σ∗+
(1385)
1,382.8±0.4
1
32
+1
−1
0
0
1.839±0.0041×10
Σ+
+π0

Σ0
+π+
Σ∗0
(1385)
1,383.7±1.0
1
32
0
−1
0
0
1.83±0.25×10
Σ+
+π−

Σ0
+π0
Σ∗−
(1385)
1,387.2±0.5
1
32
−1
−1
0
0
1.671±0.089×10
Σ0
+π−

Σ−
+π0
粲Σ
Σ∗++
c(2520)
2,517.9±0.6
1
32
+2
0
+1
0
4.42±0.44×10
Λ+
c+π+
粲Σ
Σ∗+
c(2520)
2,517.5±2.3
1
32
+1
0
+1
0
>3.87×10
Λ+
c+π0
粲Σ
Σ∗0
c(2520)
2,518.8±0.6
1
32
0
0
+1
0
4.54±0.47×10
Λ+
c+π−
底Σ
Σ∗+
b
5,832.1±0.7+1.7
−1.8
1
32
+1
0
0
−1
5.7±1.8×10
Λ0
b+π+
底Σ
Σ∗0
b
未知
1
32
0
0
0
−1
未知
未知
底Σ
Σ∗−
b
5,835.1±0.6+1.7
−1.8
1
32
−1
0
0
−1
8.8+3.7
−3.6×10
Λ0
b+π−
Ξ∗0
(1530)
1,531.80±0.32
12
32
0
−2
0
0
7.23±0.40×10
Ξ−
+π+
Ξ∗−
(1530)
1,535.0±0.6
12
32
−1
−2
0
0
6.6+1.3
−1.1×10
Ξ−
+π0
粲Ξ
Ξ∗+
c(2645)
2,645.9+0.5
−0.6
12
32
+1
−1
+1
0
>2.1×10
Ξ+
c+π0
(已被觀測)
粲Ξ
Ξ∗0
c(2645)
2,645.9±0.5
12
32
0
−1
+1
0
>1.2×10
Ξ+
c+π−
(已被觀測)
雙粲Ξ
Ξ∗++
cc
未知
12
32
+2
0
+2
0
未知
未知
雙粲Ξ
Ξ∗+
cc
未知
12
32
+1
0
+2
0
未知
未知
底Ξ
Ξ∗0
b
5,945.5±0.8±2.2
12
32
0
−1
0
−1
3.1±2.5×10
Ξ−
b+π+
(已被觀測)
底Ξ
Ξ∗−
b
未知
12
32
−1
−1
0
−1
未知
未知
雙底Ξ
Ξ∗0
bb
未知
12
32
0
0
0
−2
未知
未知
雙底Ξ
Ξ∗−
bb
未知
12
32
−1
0
0
−2
未知
未知
粲底Ξ
Ξ∗+
cb
未知
12
32
+1
0
+1
−1
未知
未知
粲底Ξ
Ξ∗0
cb
未知
12
32
0
0
+1
−1
未知
未知
Ω−
1,672.45±0.29
0
32
−1
−3
0
0
8.21±0.11×10
Ξ−
+π0
粲Ω
Ω∗0
c(2770)
2,765.9±2.0
0
32
0
−2
+1
0
未知
Ω0
c+γ
底Ω
Ω∗−
b
未知
0
32
−1>
−2
0
−1
未知
未知
雙粲Ω
Ω∗+
cc
未知
0
32
+1
−1
+2
0
未知
未知
粲底Ω
Ω∗0
cb
未知
0
32
0
−1
+1
−1
未知
未知
雙底Ω
Ω∗−
bb
未知
0
32
−1
−1
0
−2
未知
未知
三粲Ω
Ω++
ccc
未知
0
32
+2
0
+3
0
未知
未知
雙粲底Ω
Ω∗+
ccb
未知
0
32
+1
0
+2
−1
未知
未知
粲雙底Ω
Ω∗0
cbb
未知
0
32
0
0
+1
−2
未知
未知
三底Ω
Ω−
bbb
未知
0
32
−1
0
0
−3
未知
未知
^未被觀測到的粒子。

^此處根據粒子數據組(PDG)所給出的共振寬度(Γ)值,使用生命期 τ=ħΓ轉換求得。

重子共振粒子

本列表給出了已被粒子數據組所確認的重子共振粒子名稱、已知量子數與實驗狀態。重子共振粒子是受激發的重子態,有著較短的半衰期和較高的質量。儘管有著大量的研究,人們仍舊對重子激發譜的基礎自由度有著極薄弱的了解。每個粒子的已知自旋-宇稱值J在下表亦有列出。對於強衰變粒子,J值被視為其名稱的一部分,所有共振態的質量亦然。
以下列表中,使用*號數量表示該粒子存在之確定性高低,如下:
****
確定存在,且其性質至少曾被進行良好的探索。
***
幾乎可以確定其存在,然而需要更多確認,且/或其量子數、分支比等性質尚未被確定。
**
有一些存在的證據。
*
存在的證據很少。
重子共振粒子

  
核子
Δ 粒子
Λ 粒子
Σ 粒子
Ξ 與 Ω 粒子
粲粒子
底粒子
重子列表
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