Δ-Baryon

Delta-Baryon (Δ++,Δ+,Δ0,Δ-)
Klassifikation
Fermion Hadron Baryon
Eigenschaften [1]
Ladung
Masse	≈1232 MeV/c2
SpinParität	3/2+
Isospin	3/2 (z-Komponente ±3/2,±1/2)
Zerfallsbreite	≈118 MeV
Quark-Zusammensetzung	uuu, uud, udd, ddd

Die Δ-Baryonen, auch Delta-Baryonen oder Delta-Resonanzen, sind Baryonen, die aus Up- und Down-Quarks bestehen. Sie besitzen Spin und Isospin 3/2.

Es gibt vier verschiedene Δ-Baryonen, die meist durch ihre elektrische Ladung gekennzeichnet werden, Δ⁺⁺, Δ⁺, Δ⁰ und Δ^-. Δ⁺ und Δ⁰ besitzen denselben Quarkinhalt wie Proton und Neutron und können deshalb als deren Spinanregung aufgefasst werden.

Beschreibung

Das SU(3)-Baryon-Dekuplett.

Die vier Δ-Baryonen gehören dem SU(3)-Dekuplett an. Sie unterscheiden sich durch ihren Quarkinhalt, welcher abstrakt als isospin-3/2 Vektor im Flavourraum aufgefasst werden kann. Der Quarkinhalt der Δ-Baryonen lautet

Symbol	Quarkinhalt	Isospin-z-Komponente
Δ++	uuu	+3/2
Δ+	uud	+1/2
Δ0	udd	-1/2
Δ-	ddd	-3/2

Δ-Baryonen zerfallen zu beinahe 100% in ein Nukleon, also Proton oder Neutron, und ein Pion. Zu einem sehr geringen Anteil (<1%) zerfallen Δ-Baryonen unter Aussendung eines Photons in ein Nukleon.^[2]

Besonderheiten

Die Δ-Baryonen Δ⁺⁺ und Δ^- stellen eine scheinbare Verletzung des Pauli-Prinzips dar, betrachtet man nur die Spin und Flavour-Anteile. Als Fermionen müssen sie eine anti-symmetrische Wellenfunktion besitzen, ihre Spin und Flavour-Wellenfunktionen sind jedoch komplett symmetrisch, z.B.

Δ ^{+ +} = u( + )u( + )u( + )

wo u für Up-Quark steht und das + für die Spin-Projektion.

Dieses Problem kann dadurch gelöst werden, dass ein weiterer Freiheitsgrad für Quarks postuliert wird, die sogenannte Farbladung. Führt man diese neue Quantenzahl ein, so erhält man

$\Delta^{++} = \Sigma\, \epsilon_{gbr}\, u^g(+) u^b(+) u^r(+)$

mit dem Levi-Civita-Symbol $\epsilon_{gbr}$ und den Farbfreiheitsgraden g,b, und r (grün, blau, rot). Diese Wellenfunktion ist wieder anti-symmetrisch.

So trugen die Δ-Baryonen zur Entwicklung der Quantenchromodynamik bei.^[3]

Heute sind die Delta-Baryonen weiterhin von theoretischem Interesse, da sich an Ihnen, analog zu den ρ-Mesonen, Modelle der Dynamik der starken Kraft testen lassen.

Siehe auch

• Ω-Baryon
• Liste der Baryonen

Einzelnachweise

1. ↑ Die Angaben über die Teilcheneigenschaften (Infobox) sind, wenn nicht anders angegeben, entnommen aus: K. Nakamura et al. (Particle Data Group): Review of Particle Physics. In: Journal of Physics G 37 (2010) 075021 (online).
2. ↑ N. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Δ
3. ↑ F. Yndurain: The Theory of Quarks and Gluon interactions. 4 Auflage. Springer, 2006, ISBN 3-540-64881-X.