Teilchen aus drei Quarks werden Baryonen genannt; Die beiden bekanntesten Baryonen sind das Proton (bestehend aus zwei Aufwärtsquarks und einem Abwärtsquark) und das Neutron (zwei Abwärtsquarks und eines Aufwärtsquarks). Zusammen mit den Mesonen - Teilchen, die aus einem Quark und einem Antiquark bestehen - bilden Baryonen die Hadronen (Sie haben von Hadronen gehört, sie sind Teil des Namens des mächtigsten Teilchenkolliders der Welt, des Large Hadron Collider, des LHC).
Da sie aus Quarks bestehen, „fühlen“ Baryonen die starke Kraft (oder starke Kernkraft, wie sie auch genannt wird), die durch Gluonen vermittelt wird. Die andere Art von Teilchen, aus denen gewöhnliche Materie besteht, sind Leptonen, die - soweit wir wissen - nicht aus irgendetwas bestehen (und da sie keine Quarks enthalten, nehmen sie nicht an der starken Wechselwirkung teil… was ein anderer Weg ist sagen, dass sie die starke Kraft nicht erfahren); Das Elektron ist eine Art von Lepton. Baryonen und Leptonen sind Fermionen. Befolgen Sie daher das Pauli-Ausschlussprinzip (das unter anderem besagt, dass es in einem bestimmten Quantenzustand zu keinem Zeitpunkt mehr als eine Fermion geben kann… und letztendlich, warum Sie nicht durch Ihren Stuhl fallen).
In den Umgebungen, mit denen wir im Alltag vertraut sind, ist das Proton der einzige stabile Baryon. In der Umgebung der Kerne der meisten Atome ist das Neutron ebenfalls stabil (und auch in der extremen Umgebung eines Neutronensterns). Es gibt jedoch Hunderte verschiedener Arten von instabilen Baryonen.
Eine große, offene Frage in der Kosmologie ist, wie Baryonen gebildet wurden - Baryogenese - und warum es im Universum im Wesentlichen keine Anti-Baryonen gibt. Für jeden Baryon gibt es ein entsprechendes Anti-Baryon… es gibt zum Beispiel das Anti-Proton, das Anti-Baryon-Gegenstück zum Proton, das aus zwei Up-Anti-Quarks und einem Down-Anti-Quark besteht. Wenn es also anfangs gleich viele Baryonen und Anti-Baryonen gab, warum gibt es heute fast keine letzteren?
Astronomen verwenden häufig den Begriff „baryonische Materie“, um sich auf gewöhnliche Materie zu beziehen. Es ist ein bisschen eine Fehlbezeichnung, weil es Elektronen (die Leptonen sind) enthält ... und Neutrinos (und Anti-Neutrinos), die auch Leptonen sind, im Allgemeinen ausschließt! Vielleicht könnte ein besserer Begriff Materie sein, die über Elektromagnetismus interagiert (d. H. Die elektromagnetische Kraft spürt), aber das ist ein bisschen mundvoll. Nicht-baryonische Materie ist das, woraus (kalte) dunkle Materie (CDM) besteht; CDM interagiert nicht elektromagnetisch.
Die Partikeldatengruppe verwaltet Übersichtstabellen der Eigenschaften aller bekannten Baryonen. Ein relativ neues Forschungsgebiet in der Astrophysik (und Kosmologie) sind die akustischen Baryonenschwingungen (BAO); Lesen Sie mehr darüber auf dieser Website des Los Alamos National Laboratory…
… Und im Artikel des Space Magazine geht die neue Suche nach dunkler Energie in die Vergangenheit zurück. Andere Geschichten des Space Magazine mit Baryonen beinhalten explizit Is Dark Matter aus sterilen Neutrinos und Astronomen auf Supernova High Alert.
Quellen:
Wikipedia
Hyperphysik
