バリオンの一覧 は、素粒子物理学 におけるバリオン の一覧である。
バリオンの概要
バリオン は、三つのクォーク から構成される亜原子粒子 のファミリーである。それに対して、 中間子 は一つのクォークと一つの反クォーク から構成される複合粒子のファミリーである。バリオンと中間子はともに、クォークにより構成される全ての粒子を含むより大きな粒子ファミリー であるハドロン に含まれる。バリオン という言葉は、ギリシア語 βαρύς (barys 、"重い"という意味) に由来する。なぜなら、それが名付けられたとき、バリオンは他の粒子よりも重い質量を持つことによって特徴付けられていたためである。
2000年代初頭までは、いくつかの実験は、四つのクォークと一つの反クォークで構成された異種バリオン であるペンタクォーク が存在する証拠を示していると信じられていた[ 1] [ 2] 。しかし、素粒子物理学全体としては、2006年[ 3] および2008の時点では、その実験的証拠は報告されたペンタクォークの存在を裏付けるものではないとみなしており、それらの存在はありそうにないと見ている[ 4] 。
バリオンはクォークによって構成されているので、それらは強い相互作用 に関与する。それに対して、レプトン はクォークによって構成されているものではないので、強い相互作用には関与しない。最も有名なバリオンは陽子 と中性子 であり、これらは宇宙 の目に見える物質 の質量のほとんどを構成している。一方、 もう一つの原子 の主要な構成要素である電子 は、レプトンである。各バリオンは対応する反粒子 (反バリオン)を持っている。そこでは、構成クォークは対応する反クォークに置き換えられる。例えば、陽子は二つのアップクォークと一つのダウンクォークから構成されている。そして、その対応する反粒子である反陽子 は二つの反アップクォークと一つの反ダウンクォークから構成されている。
バリオンの一覧
以下の一覧は、全ての既知のまたは予測された、 正のパリティ を持つ全角運動量J = 1 ⁄2 およびJ = 3 ⁄2 状態のバリオンの詳細について示す。
一覧中の記号は次のとおりである:
これらは、表の項目や粒子の名前付近に使用されている。(これらの記号の詳細はバリオン の記事を参照)
各粒子の性質およびクォーク構成について表に記している。対応する反粒子については、 この表には記載していない。反粒子の情報は、構成クォークをその反クォークに変えて(逆も同様)、Q、B、S、CおよびB′の符号を反転させると得られる。名前の次に† の付いた粒子は、標準模型 によって予測されているが、いまだ観測されていないものである。赤字 で書かれた値は、実験によって確実に実証されていないが、クォークモデル によって理論的に予測され観測と一致している。 [ 5] [ 6]
J P = 1 ⁄2 + バリオン
JP = 1 ⁄2 + バリオン
名前
記号
クォーク構成
静止質量 (MeV /c 2 )
I
J P
Q (e )
S
C
B'
平均寿命 (s )
崩壊生成物
核子 /陽子 [ 7]
p / p+ / N+
u u d
0938.272013 938.272013 ± 0.000023 [a]
0.5 1 ⁄2
0.5 1 ⁄2 +
1 +1
0
0
0
+10 安定 [b]
未観測
核子 /中性子 [ 8]
n / n0 / N0
u d d
0939.565346 939.565346 ± 0.000023 [a]
0.5 1 ⁄2
0.5 1 ⁄2 +
0
0
0
0
+2 (8.857± 0.008)× 10+2 [c]
p+ + e− + ν e
ラムダ [ 9]
Λ0
u d s
1115.683± 0.006
0
0.5 1 ⁄2 +
0
-1 −1
0
0
-10.2 (2.631± 0.020)× 10−10
p+ + π− または n0 + π0
チャームラムダ[ 10]
Λ+ c
u d c
2286.46± 0.14
0
0.5 1 ⁄2 +
1 +1
0
1 +1
0
-13.2 (2.00± 0.06)× 10−13
Λ+ c 崩壊モード参照
ボトムラムダ[ 11]
Λ0 b
u d b
5620.2± 1.6
0
0.5 1 ⁄2 +
0
0
0
-1 −1
-12.3 1.391+0.038 −0.037 × 10−12
Λ0 b 崩壊モード参照
シグマ [ 12]
Σ+
u u s
1189.37± 0.07
1
0.5 1 ⁄2 +
1 +1
-1 −1
0
0
-11.1 (8.018± 0.026)× 10−11
p+ + π0 または
n0 + π+
シグマ[ 13]
Σ0
u d s
1192.642± 0.024
1
0.5 1 ⁄2 +
0
-1 −1
0
0
-20.1 (7.4± 0.7)× 10−20
Λ0 + γ
シグマ[ 14]
Σ−
d d s
1197.449± 0.030
1
0.5 1 ⁄2 +
-1 −1
-1 −1
0
0
-10.4 (1.479± 0.011)× 10−10
n0 + π−
チャームシグマ[ 15]
Σ++ c
u u c
2454.02± 0.18
1
0.5 1 ⁄2 +
2 +2
0
1 +1
0
-22.2 (2.95± 0.40)× 10−22 [d]
Λ+ c + π+
チャームシグマ[ 15]
Σ+ c
u d c
2452.9± 0.4
1
0.5 1 ⁄2 +
1 +1
0
1 +1
0
-22.3 > 1.4× 10−22 [d]
Λ+ c + π0
チャームシグマ[ 15]
Σ0 c
d d c
2453.76± 0.18
1
0.5 1 ⁄2 +
0
0
1 +1
0
-22.1 (3.0± 0.5)× 10−22 [d]
Λ+ c + π−
ボトムシグマ[ 16]
Σ+ b
u u b
5807.8± 2.7
1
0.5 1 ⁄2 +
1 +1
0
0
-1 −1
未知
Λ0 b + π+
ボトムシグマ†
Σ0 b
u d b
未知
1
0.5 1 ⁄2 +
0
0
0
-1 −1
未知
未知
ボトムシグマ[ 16]
Σ− b
d d b
5815.2± 2.0
1
0.5 1 ⁄2 +
-1 −1
0
0
-1 −1
未知
Λ0 b + π−
グザイ [ 17]
Ξ0
u s s
1314.86± 0.20
0.5 1 ⁄2
0.5 1 ⁄2 +
0
-2 −2
0
0
-10.1 (2.90± 0.09)× 10−10
Λ0 + π0
グザイ[ 18]
Ξ−
d s s
1321.71± 0.07
0.5 1 ⁄2
0.5 1 ⁄2 +
-1 −1
-2 −2
0
0
-10.3 (1.639± 0.015)× 10−10
Λ0 + π−
チャームグザイ[ 19]
Ξ+ c
u s c
2467.8+0.4 −0.6
0.5 1 ⁄2
0.5 1 ⁄2 +
1 +1
-1 −1
1 +1
0
-13.1 (4.42± 0.26)× 10−13
Ξ+ c 崩壊モード参照
チャームグザイ[ 20]
Ξ0 c
d s c
2470.88+0.34 −0.80
0.5 1 ⁄2
0.5 1 ⁄2 +
0
-1 −1
1 +1
0
-13.3 1.12+0.13 −0.10 × 10−13
Ξ0 c 崩壊モード参照
チャームグザイプライム[ 21]
Ξ′+ c
u s c
2575.6± 3.1
0.5 1 ⁄2
0.5 1 ⁄2 +
1 +1
-1 −1
1 +1
0
未知
Ξ+ c + γ (観測)
チャームグザイプライム[ 22]
Ξ′0 c
d s c
2577.9± 2.9
0.5 1 ⁄2
0.5 1 ⁄2 +
0
-1 −1
1 +1
0
未知
Ξ0 c + γ (観測)
ダブルチャームグザイ[e] †
Ξ++ cc
u c c
未知
0.5 1 ⁄2
0.5 1 ⁄2 +
2 +2
0
2 +2
0
未知
未知
ダブルチャームグザイ[e] [ 23]
Ξ+ cc
d c c
3518.9± 0.9[e]
0.5 1 ⁄2
0.5 1 ⁄2 +
1 +1
0
2 +2
0
-14.2 < 3.3× 10−14 [e]
Λ+ c + K− + π+ [e] またはp+ + D+ + K− [e]
ボトムグザイ[ 24] (またはカスケードB )
Ξ0 b
u s b
未知
0.5 1 ⁄2
0.5 1 ⁄2 +
0
-1 −1
0
-1 −1
-12.2 1.49+0.19 −0.18 × 10−12
Ξ b 崩壊モード参照
ボトムグザイ[ 24] (またはカスケードB)
Ξ− b
d s b
5790.5± 2.7
0.5 1 ⁄2
0.5 1 ⁄2 +
-1 −1
-1 −1
0
-1 −1
-12.1 1.56+0.29 −0.27 × 10−12
Ξ b 崩壊モード参照 (Ξ− + J/ψ も観測)
ボトムグザイプライム†
Ξ′0 b
u s b
未知
0
0.5 1 ⁄2 +
0
-1 −1
0
-1 −1
未知
未知
ボトムグザイプライム†
Ξ′− b
d s b
未知
0
0.5 1 ⁄2 +
-1 −1
-1 −1
0
-1 −1
未知
未知
ダブルボトムグザイ†
Ξ0 bb
u b b
未知
0.5 1 ⁄2
0.5 1 ⁄2 +
0
0
0
-2 −2
未知
未知
ダブルボトムグザイ†
Ξ− bb
d b b
未知
0.5 1 ⁄2
0.5 1 ⁄2 +
-1 −1
0
0
-2 −2
未知
未知
チャームボトムグザイ†
Ξ+ cb
u c b
未知
0.5 1 ⁄2
0.5 1 ⁄2 +
1 +1
0
1 +1
-1 −1
未知
未知
チャームボトムグザイ†
Ξ0 cb
d c b
未知
0.5 1 ⁄2
0.5 1 ⁄2 +
0
0
1 +1
-1 −1
未知
未知
チャームボトムグザイプライム†
Ξ′+ cb
u c b
未知
0
0.5 1 ⁄2 +
1 +1
0
1 +1
-1 −1
未知
未知
チャームボトムグザイプライム†
Ξ′0 cb
d c b
未知
0
0.5 1 ⁄2 +
1 +1
0
1 +1
-1 −1
未知
未知
チャームオメガ [ 25]
Ω0 c
s s c
2695.2± 1.7
0
0.5 1 ⁄2 +
0
-2 −2
1 +1
0
-14.1 (6.9± 1.2)× 10−14
Ω0 c 崩壊モード参照
ボトムオメガ[ 26]
Ω− b
s s b
6165± 23
0
0.5 1 ⁄2 +
-1 −1
-2 −2
0
-1 −1
-12.4 1.13+0.55 −0.42 × 10−12
(Ω− + J/ψ も観測)
ダブルチャームオメガ†
Ω+ cc
s c c
未知
0
0.5 1 ⁄2 +
1 +1
-1 −1
2 +2
0
未知
未知
チャームボトムオメガ†
Ω0 cb
s c b
未知
0
0.5 1 ⁄2 +
0
-1 −1
1 +1
-1 −1
未知
未知
チャームボトムオメガプライム†
Ω′0 cb
s c b
未知
0
0.5 1 ⁄2 +
0
-1 −1
1 +1
-1 −1
未知
未知
ダブルボトムオメガ†
Ω− bb
s b b
未知
0
0.5 1 ⁄2 +
-1 −1
-1 −1
0
-2 −2
未知
未知
ダブルチャームボトムオメガ†
Ω+ ccb
c c b
未知
0
0.5 1 ⁄2 +
1 +1
0
2 +2
-1 −1
未知
未知
チャームダブルボトムオメガ†
Ω0 cbb
c b b
未知
0
0.5 1 ⁄2 +
0
0
1 +1
-2 −2
未知
未知
† ^ 粒子は未だ観測されていない。
[a] ^ 陽子 および中性子 の質量は、素電荷 の値が比較的精度が悪いため、MeV /c2 単位よりも統一原子質量単位 (u) の方がずっと精度が良いことが知られている。統一原子質量単位では、陽子の質量は1.007 276 466 88(13) u であり、中性子の質量は1.008 664 915 60(55) u である。
[b] ^ 少なくとも1035 年。陽子崩壊 。
[c] ^ 自由中性子 についての値。最も一般的な原子核である中性子は安定。
[d] ^ PDGは共鳴幅 (Γ) を報告している。ここでは、τ = ħ ⁄Γ の変換をしたものが与えられている
[e] ^ このデータについてはいくつかの議論の余地がある。[ 23]
J P = 3 ⁄2 + バリオン
J P = 3 ⁄2 + バリオン
名前
記号
クォーク構成
静止質量 (MeV /c 2 )
I
J P
Q (e )
S
C
B'
平均寿命 (s )
崩壊生成物
デルタ [ 27]
Δ++ (1232)
u u u
1232± 1
1.5 3 ⁄2
1.5 3 ⁄2 +
2 +2
0
0
0
-24.1 (5.58± 0.09)× 10−24 [h]
p+ + π+
デルタ[ 27]
Δ+ (1232)
u u d
1232± 1
1.5 3 ⁄2
1.5 3 ⁄2 +
1 +1
0
0
0
-24.2 (5.58± 0.09)× 10−24 [h]
π+ + n0 または
π0 + p+
デルタ[ 27]
Δ0 (1232)
u d d
1232± 1
1.5 3 ⁄2
1.5 3 ⁄2 +
0
0
0
0
-24.3 (5.58± 0.09)× 10−24 [h]
π0 + n0 または
π− + p+
デルタ[ 27]
Δ− (1232)
d d d
1232± 1
1.5 3 ⁄2
1.5 3 ⁄2 +
-1 −1
0
0
0
-24.4 (5.58± 0.09)× 10−24 [h]
π− + n0
シグマ [ 28]
Σ∗+ (1385)
u u s
1382.8± 0.4
1
1.5 3 ⁄2 +
1 +1
-1 −1
0
0
-23.6 (1.84± 0.04)× 10−23 [h]
Λ0 + π+ または
Σ+ + π0 または
Σ0 + π+
シグマ[ 28]
Σ∗0 (1385)
u d s
1383.7± 1.0
1
1.5 3 ⁄2 +
0
-1 −1
0
0
-23.7 (1.8± 0.3)× 10−23 [h]
Λ0 + π0 または
Σ+ + π− または
Σ0 + π0
シグマ[ 28]
Σ∗− (1385)
d d s
1387.2± 0.5
1
1.5 3 ⁄2 +
-1 −1
-1 −1
0
0
-23.8 (1.67± 0.09)× 10−23 [h]
Λ0 + π− または
Σ0 + π− または
Σ− + π0 または
チャームシグマ[ 29]
Σ∗++ c (2520)
u u c
2518.4± 0.6
1
1.5 3 ⁄2 +
2 +2
0
1 +1
0
-23.3 (4.4± 0.6)× 10−23 [h]
Λ+ c + π+
チャームシグマ[ 29]
Σ∗+ c (2520)
u d c
2517.5± 2.3
1
1.5 3 ⁄2 +
1 +1
0
1 +1
0
-23.5 > 3.9× 10−23 [h]
Λ+ c + π0
チャームシグマ[ 29]
Σ∗0 c (2520)
d d c
2518.0± 0.5
1
1.5 3 ⁄2 +
0
0
1 +1
0
-23.4 (4.1± 0.5)× 10−23 [h]
Λ+ c + π−
ボトムシグマ[ 30]
Σ∗+ b
u u b
5829.0± 3.4
1
1.5 3 ⁄2 +
1 +1
0
0
-1 −1
未知
Λ0 b + π+
ボトムシグマ†
Σ∗0 b
u d b
未知
1
1.5 3 ⁄2 +
0
0
0
-1 −1
未知
未知
ボトムシグマ[ 30]
Σ∗− b
d d b
5836.4± 2.8
1
1.5 3 ⁄2 +
-1 −1
0
0
-1 −1
未知
Λ0 b + π−
グザイ [ 31]
Ξ∗0 (1530)
u s s
1531.80± 0.32
0.5 1 ⁄2
1.5 3 ⁄2 +
0
-2 −2
0
0
-23.1 (7.2± 0.4)× 10−23 [h]
Ξ0 + π0 または
Ξ− + π+
グザイ[ 31]
Ξ∗− (1530)
d s s
1535.0± 0.6
0.5 1 ⁄2
1.5 3 ⁄2 +
-1 −1
-2 −2
0
0
-23.2 6.7+1.1 −1.2 × 10−23 [h]
Ξ0 + π− または
Ξ− + π0
チャームグザイ[ 32]
Ξ∗+ c (2645)
u s c
2645.9+0.5 −0.6
0.5 1 ⁄2
1.5 3 ⁄2 +
1 +1
-1 −1
1 +1
0
-22.1 > 2.1× 10−22 [h]
Ξ+ c + π0 (観測)
チャームグザイ[ 32]
Ξ∗0 c (2645)
d s c
2645.9± 0.5
0.5 1 ⁄2
1.5 3 ⁄2 +
0
-1 −1
1 +1
0
-22.2 > 1.2× 10−22 [h]
Ξ+ c + π− (観測)
ダブルチャームグザイ†
Ξ∗++ cc
u c c
未知
0.5 1 ⁄2
1.5 3 ⁄2 +
2 +2
0
2 +2
0
未知
未知
ダブルチャームグザイ†
Ξ∗+ cc
d c c
未知
0.5 1 ⁄2
1.5 3 ⁄2 +
1 +1
0
2 +2
0
未知
未知
ボトムグザイ†
Ξ∗0 b
u s b
未知
0.5 1 ⁄2
1.5 3 ⁄2 +
0
-1 −1
0
-1 −1
未知
未知
ボトムグザイ†
Ξ∗− b
d s b
未知
0.5 1 ⁄2
1.5 3 ⁄2 +
-1 −1
-1 −1
0
-1 −1
未知
未知
ダブルボトムグザイ†
Ξ∗0 bb
u b b
未知
0.5 1 ⁄2
1.5 3 ⁄2 +
0
0
0
-2 −2
未知
未知
ダブルボトムグザイ†
Ξ∗− bb
d b b
未知
0.5 1 ⁄2
1.5 3 ⁄2 +
-1 −1
0
0
-2 −2
未知
未知
チャームボトムグザイ†
Ξ∗+ cb
u c b
未知
0.5 1 ⁄2
1.5 3 ⁄2 +
1 +1
0
1 +1
-1 −1
未知
未知
チャームボトムグザイ†
Ξ∗0 cb
d c b
未知
0.5 1 ⁄2
1.5 3 ⁄2 +
0
0
1 +1
-1 −1
未知
未知
オメガ [ 33]
Ω−
s s s
1672.45± 0.29
0
1.5 3 ⁄2 +
-1 −1
-3 −3
0
0
-11.1 (8.21± 0.11)× 10−11 [h]
Λ0 + K− または Ξ0 + π− または
Ξ− + π0
チャームΩ[ 34]
Ω∗0 c (2770)
s s c
2765.9± 1.5
0
1.5 3 ⁄2 +
0
-2 −2
1 +1
0
未知
Ω0 c + γ
ボトムオメガ†
Ω∗− b
s s b
未知
0
1.5 3 ⁄2 +
-1 −1
-2 −2
0
-1 −1
未知
未知
ダブルチャームオメガ†
Ω∗+ cc
s c c
未知
0
1.5 3 ⁄2 +
1 +1
-1 −1
2 +2
0
未知
未知
チャームボトムオメガ†
Ω∗0 cb
s c b
未知
0
1.5 3 ⁄2 +
0
-1 −1
1 +1
-1 −1
未知
未知
ダブルボトムオメガ†
Ω∗− bb
s b b
未知
0
1.5 3 ⁄2 +
-1 −1
-1 −1
0
-2 −2
未知
未知
トリプルチャームオメガ†
Ω++ ccc
c c c
未知
0
1.5 3 ⁄2 +
2 +2
0
3 +3
0
未知
未知
ダブルチャームボトムオメガ†
Ω∗+ ccb
c c b
未知
0
1.5 3 ⁄2 +
1 +1
0
2 +2
-1 −1
未知
未知
チャームダブルボトムオメガ†
Ω∗0 cbb
c b b
未知
0
1.5 3 ⁄2 +
0
0
1 +1
-2 −2
未知
未知
トリプルボトムオメガ†
Ω− bbb
b b b
未知
0
1.5 3 ⁄2 +
-1 −1
0
0
-3 −3
未知
未知
† ^ 粒子は未だ観測されていない。
[h] ^ PDGは共鳴幅 (Γ) を報告ている。ここでは、τ = ħ ⁄Γ の変換をしたものが与えられている。
脚注
参考文献
発展的な文献
関連項目
外部リンク