- Liste der Baryonen
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Die folgenden Tabellen enthalten die Grundzustände aller bekannten und vorhergesagten Baryonen mit Gesamtdrehimpuls J = 1⁄2 oder J = 3⁄2 und positiver Parität.
Die in den Tabellen verwendenten Formelzeichen sind: I (Isospin), J (Gesamtdrehimpuls), P (Parität), Q (elektrische Ladung), B (Baryonenzahl), S (Strangeness), C (Charm), B' (Bottomness), u (Up-Quark), d (Down-Quark), s (Strange-Quark), c (Charm-Quark) und b (Bottom-Quark), sowie die Symbole für die Teilchen selbst.
Es sind jeweils die Eigenschaften und die Quark-Zusammensetzung der Teilchen aufgelistet. Für die zugehörigen Antiteilchen sind Quarks durch Antiquarks zu ersetzen und die Vorzeichen der Quantenzahlen Q, B, S, C und B' kehren sich um. Werte in rot sind durch das Experiment noch nicht sicher bestätigt, aber durch das Quarkmodell vorhergesagt und in Übereinstimmung mit den Messungen.[1][2]
Die Ziffern in Klammern hinter einem Zahlenwert bezeichnen die Unsicherheit in den letzten Stellen des Wertes. (Beispiel: Die Angabe 1115,683(6) ist gleichbedeutend mit 1115,683 ± 0,006.)
Inhaltsverzeichnis
Nomenklatur
Baryonen werden mit den Symbolen N, Δ, Λ, Σ, Ξ und Ω bezeichnet, die zusätzlich noch mit tiefgestellten Kleinbuchstaben versehen sein können. Die Benennung erfolgt nach den folgenden Regeln:[3]
- Baryonen mit drei u- oder d-Quarks heißen N (Isospin 1⁄2) oder Δ (Isospin 3⁄2).
- Baryonen mit zwei u- oder d-Quarks heißen Λ (Isospin 0) oder Σ (Isospin 1). Ist das dritte Quark ein schweres Quark (c oder b), so wird ein entsprechendes Subskript angehängt.
- Baryonen mit einem u- oder d-Quark heißen Ξ (Isospin 1⁄2). Verbleibende schwere Quarks werden wiederum mit einem oder zwei Subskripts bezeichnet, z. B. Ξc, Ξcc, Ξb.
- Baryonen mit keinen u- oder d-Quarks heißen Ω (Isospin 0). Schwere Quarks werden durch bis zu drei Subskripts bezeichnet.
- Bei Baryonen, die durch die starke Wechselwirkung zerfallen, wird die Masse in Klammern nachgestellt.
Zusammengefasst bestimmen also die Zahl der u- und d-Quarks und der Isospin das Symbol des Teilchens, und tiefgestellte Kleinbuchstaben zeigen schwere Quarks an.
Baryonen mit JP = 1⁄2+
Teilchenname Symbol Quark-
ZusammensetzungMasse (MeV/c2) I JP Q (e) S C B' Lebensdauer (s) Hauptzerfälle Nukleon / Proton[4] p uud 938,272 013(23)(a) 1⁄2 1⁄2+ 1 +0 0 0 stabil(b) — Nukleon / Neutron[5] n udd 939,565 346(23)(a) 1⁄2 1⁄2+ 0 0 0 0 885,7(8)(c) p + e− + νe Λ-Baryon[6] Λ uds 1115,683(6) 0 1⁄2+ 0 −1 0 0 2,631(20) · 10−10 p + π− oder
n + π0Σ-Baryon[7] Σ+ uus 1189,37(7) 1 1⁄2+ 1 +−1 0 0 8,018(26) · 10−11 p + π0 oder
Σ-Baryon[8] Σ0 uds 1192,642(24) 1 1⁄2+ 0 −1 0 0 7,4(7) · 10−20 Λ + γ Σ-Baryon[9] Σ− dds 1197,449(30) 1 1⁄2+ −1 −1 0 0 1,479(11) · 10−10 n + π− Ξ-Baryon[10] Ξ0 uss 1314,86(20) 1⁄2 1⁄2+ 0 −2 0 0 2,90(9) · 10−10 Λ + π0 Ξ-Baryon[11] Ξ− dss 1321,71(7) 1⁄2 1⁄2+ −1 −2 0 0 1,639(15) · 10−10 Λ + π− Λc-Baryon[12] Λc+ udc 2286,46(14) 0 1⁄2+ 1 +0 1 +0 2,00(6) · 10−13 siehe Zerfallsmoden Λc+ Σc-Baryon[13] Σc(2455)++ uuc 2454,02(18) 1 1⁄2+ 2 +0 1 +0 2,95(40) · 10−22(d) Λc+ + π+ Σc-Baryon[13] Σc(2455)+ udc 2452,9(4) 1 1⁄2+ 1 +0 1 +0 1,4 · 10−22(d) >Λc+ + π0 Σc-Baryon[13] Σc(2455)0 ddc 2453,76(18) 1 1⁄2+ 0 0 1 +0 3,0(5) · 10−22(d) Λc+ + π− Ξc-Baryon[14] Ξc+ usc 1⁄2 1⁄2+ 1 +−1 1 +0 4,42(26) · 10−13 siehe Zerfallsmoden Ξc+ Ξc-Baryon[15] Ξc0 dsc 1⁄2 1⁄2+ 0 −1 1 +0 siehe Zerfallsmoden Ξc0 Ξ′c-Baryon[16] Ξ′c+ usc 2575,6(3,1) 1⁄2 1⁄2+ 1 +−1 1 +0 unbekannt Ξc+ + γ (beobachtet) Ξ′c-Baryon[17] Ξ′c0 dsc 2577,9(2,9) 1⁄2 1⁄2+ 0 −1 1 +0 unbekannt Ξc0 + γ (beobachtet) Ωc-Baryon[18] Ωc0 ssc 2695,2(1,7) 0 1⁄2+ 0 −2 1 +0 6,9(1,2) · 10−14 siehe Zerfallsmoden Ωc0 Ξcc-Baryon(e) Ξcc++ ucc unbekannt 1⁄2 1⁄2+ 2 +0 2 +0 unbekannt unbekannt Ξcc-Baryon(f)[19] Ξcc+ dcc 3518,9(0,9)(f) 1⁄2 1⁄2+ 1 +0 2 +0 3,3 · 10−14(f) <Λc+ + K− + π+(f) oder
p + D+ + K−(f)Ωcc-Baryon(e) Ωcc+ scc unbekannt 0 1⁄2+ 1 +−1 2 +0 unbekannt unbekannt Λb-Baryon[20] Λb0 udb 5620,2(1,6) 0 1⁄2+ 0 0 0 −1 siehe Zerfallsmoden Λb0 Σb-Baryon[21] Σb+ uub 5807,8(2,7) 1 1⁄2+ 1 +0 0 −1 unbekannt Λb0 + π+ Σb-Baryon(e) Σb0 udb unbekannt 1 1⁄2+ 0 0 0 −1 unbekannt unbekannt Σb-Baryon[21] Σb− ddb 5815,2(2,0) 1 1⁄2+ −1 0 0 −1 unbekannt Λb0 + π− Ξb-Baryon[22] Ξb0 usb unbekannt 1⁄2 1⁄2+ 0 −1 0 −1 siehe Zerfallsmoden Ξb Ξb-Baryon[22] Ξb− dsb 5790,5(2,7) 1⁄2 1⁄2+ −1 −1 0 −1 siehe Zerfallsmoden Ξb Ξ′b-Baryon(e) Ξ′b0 usb unbekannt 1⁄2 1⁄2+ 0 −1 0 −1 unbekannt unbekannt Ξ′b-Baryon(e) Ξ′b− dsb unbekannt 1⁄2 1⁄2+ −1 −1 0 −1 unbekannt unbekannt Ωb-Baryon[23] Ωb− ssb 6165(23) 0 1⁄2+ −1 −2 0 −1 (Ω− + J/ψ beobachtet) Ξcb-Baryon(e) Ξcb+ ucb unbekannt 1⁄2 1⁄2+ 1 +0 1 +−1 unbekannt unbekannt Ξcb-Baryon(e) Ξcb0 dcb unbekannt 1⁄2 1⁄2+ 0 0 1 +−1 unbekannt unbekannt Ξ′cb-Baryon(e) Ξ′cb+ ucb unbekannt 1⁄2 1⁄2+ 1 +0 1 +−1 unbekannt unbekannt Ξ′cb-Baryon(e) Ξ′cb0 dcb unbekannt 1⁄2 1⁄2+ 0 0 1 +−1 unbekannt unbekannt Ωcb-Baryon(e) Ωcb0 scb unbekannt 0 1⁄2+ 0 −1 1 +−1 unbekannt unbekannt Ω′cb-Baryon(e) Ω′cb0 scb unbekannt 0 1⁄2+ 0 −1 1 +−1 unbekannt unbekannt Ωccb-Baryon(e) Ωccb+ ccb unbekannt 0 1⁄2+ 1 +0 2 +−1 unbekannt unbekannt Ξbb-Baryon(e) Ξbb0 ubb unbekannt 1⁄2 1⁄2+ 0 0 0 −2 unbekannt unbekannt Ξbb-Baryon(e) Ξbb− dbb unbekannt 1⁄2 1⁄2+ −1 0 0 −2 unbekannt unbekannt Ωbb-Baryon(e) Ωbb− sbb unbekannt 0 1⁄2+ −1 −1 0 −2 unbekannt unbekannt Ωcbb-Baryon(e) Ωcbb0 cbb unbekannt 0 1⁄2+ 0 0 1 +−2 unbekannt unbekannt (a) Die Massen von Proton und Neutron sind viel genauer in atomaren Masseneinheiten (u) als in MeV/c2 bekannt. Dies ist durch den relativ ungenau bekannten Wert der Elementarladung bedingt. In atomaren Masseneinheiten ist die Masse des Protons 1,007 276 466 88(13) u und die des Neutrons 1,008 664 915 60(55) u.Baryonen mit JP = 3⁄2+
class=Teilchenname Symbol class=Quark-
ZusammensetzungMasse (MeV/c2) I JP Q (e) S C B' Lebensdauer (s) Hauptzerfälle Δ-Baryon[24] Δ(1232)++ uuu 1232(1) 3⁄2 3⁄2+ 2 +0 0 0 5,58(9) · 10−24(g) p + π+ Δ-Baryon[24] Δ(1232)+ uud 1232(1) 3⁄2 3⁄2+ 1 +0 0 0 5,58(9) · 10−24(g) p + π0 oder
Δ-Baryon[24] Δ(1232)0 udd 1232(1) 3⁄2 3⁄2+ 0 0 0 0 5,58(9) · 10−24(g) p + π− oder
Δ-Baryon[24] Δ(1232)− ddd 1232(1) 3⁄2 3⁄2+ −1 0 0 0 5,58(9) · 10−24(g) n + π− Σ*-Baryon[25] Σ(1385)+ uus 1382,8(0,4) 1 3⁄2+ 1 +−1 0 0 1,84(4) · 10−23(g) Λ + π+ oder
Σ*-Baryon[25] Σ(1385)0 uds 1383,7(1,0) 1 3⁄2+ 0 −1 0 0 1,8(3) · 10−23(g) Λ + π0 oder
Σ*-Baryon[25] Σ(1385)− dds 1387,2(5) 1 3⁄2+ −1 −1 0 0 1,67(9) · 10−23(g) Λ + π− oder
Ξ*-Baryon[26] Ξ(1530)0 uss 1531,80(32) 1⁄2 3⁄2+ 0 −2 0 0 7,2(4) · 10−23(g) Ξ0 + π0 oder
Ξ*-Baryon[26] Ξ(1530)− dss 1535,0(6) 1⁄2 3⁄2+ −1 −2 0 0 (g) Ξ0 + π− oder
Ω-Baryon[27] Ω− sss 1672,45(29) 0 3⁄2+ −1 −3 0 0 8,21(11) · 10−11(g) Λ + K− oder
Ξ0 + π− oder
Σc*-Baryon[28] Σc(2520)++ uuc 2518,4(6) 1 3⁄2 + 2 +0 1 +0 4,4(6) · 10−23(g) Λc+ + π+ Σc*-Baryon[28] Σc(2520)+ udc 2517,5(2,3) 1 3⁄2 + 1 +0 1 +0 3,9 · 10−23(g) >Λc+ + π0 Σc*-Baryon[28] Σc(2520)0 ddc 2518,0(5) 1 3⁄2 + 0 0 1 +0 4,1(5) · 10−23(g) Λc+ + π− Ξc*-Baryon[29] Ξc(2645)+ usc 1⁄2 3⁄2 + 1 +−1 1 +0 2,1 · 10−22(g) >Ξc+ + π0 (beobachtet) Ξc*-Baryon[29] Ξc(2645)0 dsc 2645,9(5) 1⁄2 3⁄2 + 0 −1 1 +0 1,2 · 10−22(g) >Ξc+ + π− (beobachtet) Ωc*-Baryon[30] Ωc(2770)0 ssc 2765,9(1,5) 0 3⁄2 + 0 −2 1 +0 unbekannt Ωc0 + γ Ξcc*-Baryon(h) Ξcc*++ ucc unbekannt 1⁄2 3⁄2 + 2 +0 2 +0 unbekannt unbekannt Ξcc*-Baryon(h) Ξcc*+ dcc unbekannt 1⁄2 3⁄2 + 1 +0 2 +0 unbekannt unbekannt Ωcc*-Baryon(h) Ωcc*+ scc unbekannt 0 3⁄2 + 1 +−1 2 +0 unbekannt unbekannt Ωccc-Baryon(h) Ωccc++ ccc unbekannt 0 3⁄2 + 2 +0 3 +0 unbekannt unbekannt Σb*-Baryon[31] Σb*+ uub 5829,0(3,4) 1 3⁄2 + 1 +0 0 −1 unbekannt Λb0 + π+ Σb*-Baryon(h) Σb*0 udb unbekannt 1 3⁄2 + 0 0 0 −1 unbekannt unbekannt Σb*-Baryon[31] Σb*− ddb 5836,4(2,8) 1 3⁄2 + −1 0 0 −1 unbekannt Λb0 + π− Ξb*-Baryon(h) Ξb*0 usb unbekannt 1⁄2 3⁄2 + 0 −1 0 −1 unbekannt unbekannt Ξb*-Baryon(h) Ξb*− dsb unbekannt 1⁄2 3⁄2 + −1 −1 0 −1 unbekannt unbekannt Ωb*-Baryon(h) Ωb*− ssb unbekannt 0 3⁄2 + −1 −2 0 −1 unbekannt unbekannt Ξcb*-Baryon(h) Ξcb*+ ucb unbekannt 1⁄2 3⁄2 + 1 +0 1 +−1 unbekannt unbekannt Ξcb*-Baryon(h) Ξcb*0 dcb unbekannt 1⁄2 3⁄2 + 0 0 1 +−1 unbekannt unbekannt Ωcb*-Baryon(h) Ωcb*0 scb unbekannt 0 3⁄2 + 0 −1 1 +−1 unbekannt unbekannt Ωccb*-Baryon(h) Ωccb*+ ccb unbekannt 0 3⁄2 + 1 +0 2 +−1 unbekannt unbekannt Ξbb*-Baryon(h) Ξbb*0 ubb unbekannt 1⁄2 3⁄2 + 0 0 0 −2 unbekannt unbekannt Ξbb*-Baryon(h) Ξbb*− dbb unbekannt 1⁄2 3⁄2 + −1 0 0 −2 unbekannt unbekannt Ωbb*-Baryon(h) Ωbb*− sbb unbekannt 0 3⁄2 + −1 −1 0 −2 unbekannt unbekannt Ωcbb*-Baryon(h) Ωcbb*0 cbb unbekannt 0 3⁄2 + 0 0 1 +−2 unbekannt unbekannt Ωbbb(h) Ωbbb− bbb unbekannt 0 3⁄2 + −1 0 0 −3 unbekannt unbekannt Baryonenresonanzen
Die folgende Tabelle fasst die Namen, die Quantenzahlen (sofern bekannt) und den derzeitigen Status der Baryonen zusammen.[32] Baryonenresonanzen sind kurzlebige Anregungen von Baryonen; ihre Masse steht jeweils in Klammern. Für Resonanzen von N, Δ und Ξ sind die Partialwellen der πN-Streuung mit dem Symbol L2I,2J angegeben, wobei L der Bahndrehimpuls (S, P, D, F usw.) ist. I bezeichnet den Isospin und J ist der Gesamtdrehimpuls. Für Resonanzen von Λ und Σ ist entsprechend die KN-Partialwelle LI,2J angegeben.
Nukleonen Δ-Baryonen Λ-Baryonen Σ-Baryonen Ξ- und Ω-Baryonen Baryonen mit Charm p P11 **** Δ(1232) P33 **** Λ P01 **** Σ+ P11 **** Ξ0 P11 **** Λc+ **** n P11 **** Δ(1600) P33 *** Λ(1405) S01 **** Σ0 P11 **** Ξ− P11 **** Λc(2595)+ *** N(1440) P11 **** Δ(1620) S31 **** Λ(1520) D03 **** Σ− P11 **** Ξ(1530) P13 **** Λc(2625)+ *** N(1520) D13 **** Δ(1700) D33 **** Λ(1600) P01 *** Σ(1385) P13 **** Ξ(1620) * Λc(2765)+ * N(1535) S11 **** Δ(1750) P31 * Λ(1670) S01 **** Σ(1480) * Ξ(1690) *** Λc(2880)+ *** N(1650) S11 **** Δ(1900) S31 ** Λ(1690) D03 **** Σ(1560) ** Ξ(1820) D13 *** Λc(2940)+ *** N(1675) D15 **** Δ(1905) F35 **** Λ(1800) S01 *** Σ(1580) D13 * Ξ(1950) *** N(1680) F15 **** Δ(1910) P31 **** Λ(1810) P01 *** Σ(1620) S11 ** Ξ(2030) *** Σc(2455) **** N(1700) D13 *** Δ(1920) P33 *** Λ(1820) F05 **** Σ(1660) P11 *** Ξ(2120) * Σc(2520) *** N(1710) P11 *** Δ(1930) D35 *** Λ(1830) D05 **** Σ(1670) D13 **** Ξ(2250) ** Σc(2800) *** N(1720) P13 **** Δ(1940) D33 * Λ(1890) P03 **** Σ(1690) ** Ξ(2370) ** N(1900) P13 ** Δ(1950) F37 **** Λ(2000) * Σ(1750) S11 *** Ξ(2500) * Ξc+ *** N(1990) F17 ** Δ(2000) F35 ** Λ(2020) F07 * Σ(1770) P11 * Ξc0 *** N(2000) F15 ** Δ(2150) S31 * Λ(2100) G07 **** Σ(1775) D15 **** Ω− **** Ξ′c+ *** N(2080) D13 ** Δ(2200) G37 * Λ(2110) F05 *** Σ(1840) P13 * Ω(2250)− *** Ξ′c0 *** N(2090) S11 * Δ(2300) H39 ** Λ(2325) D03 * Σ(1880) P11 ** Ω(2380)− ** Ξc(2645) *** N(2100) P11 * Δ(2350) D35 * Λ(2350) H09 *** Σ(1915) F15 **** Ω(2470)− ** Ξc(2790) *** N(2190) G17 **** Δ(2390) F37 * Λ(2585) ** Σ(1940) D13 *** Ξc(2815) *** N(2200) D15 ** Δ(2400) G39 ** Σ(2000) S11 * Ξc(2930) * N(2220) H19 **** Δ(2420) H3,11 **** Σ(2030) F17 **** Ξc(2980) *** N(2250) G19 **** Δ(2750) I3,13 ** Σ(2070) F15 * Ξc(3055) ** N(2600) I1,11 *** Δ(2950) K3,15 ** Σ(2080) P13 ** Ξc(3080) *** N(2700) K1,13 ** Σ(2100) G17 * Ξc(3123) * Σ(2250) *** Σ(2455) ** Ωc0 *** Σ(2620) ** Ωc(2270)0 *** Σ(3000) * Σ(3170) * Ξcc+ * **** Existenz ist sicher, Eigenschaften wenigstens einigermaßen bekannt. *** Existenz ist fast sicher bis sicher, aber eine weitere Bestätigung ist wünschenswert, und/oder Quantenzahlen, Verzweigungsverhältnisse usw. sind nicht gut bestimmt. ** Evidenz für die Existenz ist nur mittelmäßig (englisch fair). * Evidenz für die Existenz ist schwach (englisch poor). Siehe auch
Literatur
- K. Nakamura et al. (Particle Data Group): Review of Particle Physics. In: Journal of Physics G. 37, 2010, S. 075021. Bibcode: 2010JPhG...37g5021N. doi:10.1088/0954-3899/37/7A/075021.
- J.G. Körner, M. Krämer, D. Pirjol: Heavy Baryons. In: Progress in Particle and Nuclear Physics. 33, 1994, S. 787–868. Bibcode: 1994PrPNP..33..787K. doi:10.1016/0146-6410(94)90053-1. arXiv:hep-ph/9406359.
- D.M. Manley: Status of baryon spectroscopy. In: Journal of Physics: Conference Series. 5, 2005, S. 230–237. Bibcode: 2005JPhCS...9..230M. doi:10.1088/1742-6596/9/1/043.
- S.S.M. Wong: Introductory Nuclear Physics, 2nd, New York (NY): John Wiley & Sons 1998, ISBN 0-471-23973-9
- M. Gell-Mann: A Schematic of Baryons and Mesons. In: Physics Letters. 8, Nr. 3, 1964, S. 214–215. Bibcode: 1964PhL.....8..214G. doi:10.1016/S0031-9163(64)92001-3.
- W. Heisenberg: Über den Bau der Atomkerne I. In: Zeitschrift für Physik. 77, 1932, S. 1–11. Bibcode: 1932ZPhy...77....1H. doi:10.1007/BF01342433.
- W. Heisenberg: Über den Bau der Atomkerne II. In: Zeitschrift für Physik. 78, 1932, S. 156–164. Bibcode: 1932ZPhy...78..156H. doi:10.1007/BF01337585.
- W. Heisenberg: Über den Bau der Atomkerne III. In: Zeitschrift für Physik. 80, 1932, S. 587–596. Bibcode: 1933ZPhy...80..587H. doi:10.1007/BF01335696.
Weblinks
Einzelnachweise
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Particle summary tables – Baryons
- ↑ J.G. Körner et al. (1994)
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Naming scheme for hadrons
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – p
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – n
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Λ
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σ+
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σ0
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σ−
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ0
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ−
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Λc
- ↑ a b c K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σc
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξc+
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξc0
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ′c+
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ′c0
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ωc0
- ↑ a b K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξcc+
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Λb
- ↑ a b K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σb
- ↑ a b K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξb
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ωb−
- ↑ a b c d K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Δ(1232)
- ↑ a b c K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σ(1385)
- ↑ a b K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ(1530)
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ω−
- ↑ a b c K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σc(2520)
- ↑ a b K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξc(2645)
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ωc(2770)
- ↑ a b K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σb*
- ↑ K. Nakamura et al. (2010): Baryon summary table
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