Частицы, состоящие из трех кварков, называются барионами; Двумя наиболее известными барионами являются протон (состоящий из двух восходящих кварков и одного вниз) и нейтрон (два нижних кварка и один восходящий). Вместе с мезонами - частицами, состоящими из кварка и антикварка, - барионы образуют адроны (вы слышали о адронах, они являются частью названия самого мощного в мире коллайдера частиц, Большого адронного коллайдера, LHC).
Поскольку они состоят из кварков, барионы «чувствуют» сильную силу (или сильную ядерную силу, как ее еще называют), которая опосредуется глюонами. Частица другого типа, из которой состоит обычная материя, - это лептоны, которые, насколько нам известно, не состоят из чего-либо (и поскольку они не содержат кварков, они не участвуют в сильном взаимодействии… что является еще одним способом говорят, что они не испытывают сильную силу); электрон является одним из видов лептонов. Барионы и лептоны являются фермионами, поэтому соблюдайте принцип исключения Паули (который, помимо прочего, говорит, что в определенное квантовое состояние может быть не более одного фермиона в любое время ... и, в конечном счете, почему вы не проваливаетесь через стул).
В тех средах, с которыми мы знакомы в повседневной жизни, единственным стабильным барионом является протон; в среде ядер большинства атомов нейтрон также стабилен (и в экстремальной среде нейтронной звезды тоже); однако существуют сотни различных видов нестабильных барионов.
Один большой открытый вопрос в космологии состоит в том, как образовались барионы - бариогенез - и почему во Вселенной практически нет антибарионов. Для каждого бариона есть соответствующий антибарион… например, есть антипротон, антибарионный аналог протона, состоящий из двух анти-кварков и одного анти-кварка. Итак, если бы было одинаковое количество барионов и антибарионов для начала, почему сегодня почти нет последних?
Астрономы часто используют термин «барионная материя» для обозначения обычной материи; это немного неправильно, потому что включает в себя электроны (которые являются лептонами) ... и вообще исключает нейтрино (и антинейтрино), которые также являются лептонами! Возможно, лучшим термином может быть материя, которая взаимодействует посредством электромагнетизма (то есть ощущает электромагнитную силу), но это немного глоток. Небарионная материя - это то, из чего состоит (холодная) темная материя (CDM); CDM не взаимодействует электромагнитно.
Группа данных частиц содержит сводные таблицы свойств всех известных барионов. Относительно новой областью исследований в астрофизике (и космологии) являются барионные акустические колебания (BAO); Узнайте больше об этом на сайте Национальной лаборатории Лос-Аламоса…
… И в статье журнала «Space» новый поиск темной энергии возвращается во времени. Другие истории журнала Space Space, в которых барионы явно включают «Является ли темная материя из стерильных нейтрино?», «Астрономы о сверхновой».
Источники:
Википедия
Гиперфизика
