基本介紹
- 中文名：重子數
- 外文名：baryon number
簡介,重子數守恆律,重子數起源問題,參閱,
簡介
三種不同顏色的夸克組成一個重子，其重子數為1；
三種不同反顏色的反夸克組成一個反重子，其重子數為-1
由於重子數這一概念是在夸克模型之前就被公認，所以粒子物理學沒有修改重子數的定義，而是把夸克的重子數定義為1/3。重子數守恆實際上是夸克數守恆。
奇異強子是在強子基礎上增加具有匹配顏色-反顏色的夸克對形成。如五夸克態由匹配的能組成重子的三個夸克與匹配的能組成介子的一對夸克-反夸克組成，其重子數為1。四夸克態由能組成介子的兩對夸克-反夸克組成，其重子數為0。
重子數守恆律
重子數是一個相加性量子數，在粒子物理學中，反應前後各粒子的重子數之和等於反應之後各粒子的重子數之和，這就是重子數守恆定律。
不過，重子數守恆定律在粒子物理學標準模型中是近似成立的，在極端條件下（如宇宙大爆炸初期），一個重子可以變成若干個輕子，從而破壞了重子數守恆與輕子數守恆。質子的衰變就是這樣一個例子，雖然人類還從來沒觀測到這一現象。
重子數起源問題
宇宙微波背景輻射是二十世紀天文學最重要的發現之一，它給基於大爆炸理論的標準宇宙學模型提供了強有力的證據。對微波背景輻射的各向異性和宇宙中輕核豐度的觀測結果顯示宇宙的重子數與背景光子數之比介於10-10至10-9之間。雖然相對於背景光子來說重子的數目極其微小，但是人類本身以及太陽系、銀河系甚至最大可觀測宇宙範圍內的發光天體都是由重子物質構成的。在宇宙學尺度上，我們始終沒有發現原初反物質存在的跡象。因此，可以肯定可觀測宇宙是由物質而不是由反物質組成的。在宇宙的起源和演化過程中重子數是如何產生的，這是粒子物理學和宇宙學至今仍未解決的重大前沿問題。
依照大爆炸理論，在宇宙誕生初期粒子和反粒子應該等量地產生，因而宇宙的重子數等於零。事實上，即便宇宙的初始重子數不為零，它也會由於暴漲所導致的稀釋效應而變得可以忽略不計。所以，回答宇宙的重子數產生（Baryogenesis）問題需要一個合理的動力學機制。前蘇聯物理學家A.D. Sakharov在1967年指出Baryogenesis的動力學必須滿足三個條件：
（1）存在破壞重子數守恆的相互作用。假設宇宙始於重子數為零的狀態，如果不存在破壞重子數守恆的相互作用，那么它的重子數就會始終保持為零。
