バリオンの一覧

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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 編集

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 編集

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 = 12およびJ = 32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]

JP = 12+バリオン 編集

JP = 12+バリオン
名前 記号 クォーク構成 静止質量 (MeV/c2) I JP Q (e) S C B' 平均寿命 (s) 崩壊生成物
核子/陽子[7] p / p+
 
/ N+
 
uud 938.272013±0.000023[a] 12 12+ +1 0 0 0 安定[b] 未観測
核子/中性子[8] n / n0
 
/ N0
 
udd 939.565346±0.000023[a] 12 12+ 0 0 0 0 (8.857±0.008)×10+2[c] p+
 
+ e
 
+ ν 
e
ラムダ[9] Λ0
 
uds 1115.683±0.006 0 12+ 0 −1 0 0 (2.631±0.020)×10−10 p+
 
+ π
 
または

n0
 
+ π0
 
チャームラムダ[10] Λ+
c
udc 2286.46±0.14 0 12+ +1 0 +1 0 (2.00±0.06)×10−13 Λ+
c
崩壊モード参照
ボトムラムダ[11] Λ0
b
udb 5620.2±1.6 0 12+ 0 0 0 −1 1.391+0.038
−0.037
×10−12
Λ0
b
崩壊モード参照
シグマ[12] Σ+
 
uus 1189.37±0.07 1 12+ +1 −1 0 0 (8.018±0.026)×10−11 p+
 
+ π0
 
または

n0
 
+ π+
 

シグマ[13] Σ0
 
uds 1192.642±0.024 1 12+ 0 −1 0 0 (7.4±0.7)×10−20 Λ0
 
+ γ
シグマ[14] Σ
 
dds 1197.449±0.030 1 12+ −1 −1 0 0 (1.479±0.011)×10−10 n0
 
+ π
 
チャームシグマ[15] Σ++
c
uuc 2454.02±0.18 1 12+ +2 0 +1 0 (2.95±0.40)×10−22[d] Λ+
c
+ π+
 
チャームシグマ[15] Σ+
c
udc 2452.9±0.4 1 12+ +1 0 +1 0 >1.4×10−22[d] Λ+
c
+ π0
 
チャームシグマ[15] Σ0
c
ddc 2453.76±0.18 1 12+ 0 0 +1 0 (3.0±0.5)×10−22[d] Λ+
c
+ π
 
ボトムシグマ[16] Σ+
b
uub 5807.8±2.7 1 12+ +1 0 0 −1 未知 Λ0
b
+ π+
 
ボトムシグマ Σ0
b
udb 未知 1 12+ 0 0 0 −1 未知 未知
ボトムシグマ[16] Σ
b
ddb 5815.2±2.0 1 12+ −1 0 0 −1 未知 Λ0
b
+ π
 
グザイ[17] Ξ0
 
uss 1314.86±0.20 12 12+ 0 −2 0 0 (2.90±0.09)×10−10 Λ0
 
+ π0
 
グザイ[18] Ξ
 
dss 1321.71±0.07 12 12+ −1 −2 0 0 (1.639±0.015)×10−10 Λ0
 
+ π
 
チャームグザイ[19] Ξ+
c
usc 2467.8+0.4
−0.6
12 12+ +1 −1 +1 0 (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
dsc 2470.88+0.34
−0.80
12 12+ 0 −1 +1 0 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
usc 2575.6±3.1 12 12+ +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
dsc 2577.9±2.9 12 12+ 0 −1 +1 0 未知 Ξ0
c
+ γ (観測)
ダブルチャームグザイ[e] Ξ++
cc
ucc 未知 12 12+ +2 0 +2 0 未知 未知
ダブルチャームグザイ[e][23] Ξ+
cc
dcc 3518.9±0.9[e] 12 12+ +1 0 +2 0 <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
usb 未知 12 12+ 0 −1 0 −1 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
dsb 5790.5±2.7 12 12+ −1 −1 0 −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
usb 未知 0 12+ 0 −1 0 −1 未知 未知
ボトムグザイプライム Ξ′
b
dsb 未知 0 12+ −1 −1 0 −1 未知 未知
ダブルボトムグザイ Ξ0
bb
ubb 未知 12 12+ 0 0 0 −2 未知 未知
ダブルボトムグザイ Ξ
bb
dbb 未知 12 12+ −1 0 0 −2 未知 未知
チャームボトムグザイ Ξ+
cb
ucb 未知 12 12+ +1 0 +1 −1 未知 未知
チャームボトムグザイ Ξ0
cb
dcb 未知 12 12+ 0 0 +1 −1 未知 未知
チャームボトムグザイプライム Ξ′+
cb
ucb 未知 0 12+ +1 0 +1 −1 未知 未知
チャームボトムグザイプライム Ξ′0
cb
dcb 未知 0 12+ +1 0 +1 −1 未知 未知
チャームオメガ[25] Ω0
c
ssc 2695.2±1.7 0 12+ 0 −2 +1 0 (6.9±1.2)×10−14 Ω0
c
崩壊モード参照
ボトムオメガ[26] Ω
b
ssb 6165±23 0 12+ −1 −2 0 −1 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
scc 未知 0 12+ +1 −1 +2 0 未知 未知
チャームボトムオメガ Ω0
cb
scb 未知 0 12+ 0 −1 +1 −1 未知 未知
チャームボトムオメガプライム Ω′0
cb
scb 未知 0 12+ 0 −1 +1 −1 未知 未知
ダブルボトムオメガ Ω
bb
sbb 未知 0 12+ −1 −1 0 −2 未知 未知
ダブルチャームボトムオメガ Ω+
ccb
ccb 未知 0 12+ +1 0 +2 −1 未知 未知
チャームダブルボトムオメガ Ω0
cbb
cbb 未知 0 12+ 0 0 +1 −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 = ħΓ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]

JP = 32+バリオン 編集

JP = 32+バリオン
名前
記号
クォーク構成
静止質量 (MeV/c2)
I
JP
Q (e)
S
C
B'
平均寿命 (s)
崩壊生成物
デルタ[27] Δ++
 
(1232)
uuu 1232±1 32 32+ +2 0 0 0 (5.58±0.09)×10−24[h] p+
 
+ π+
 
デルタ[27] Δ+
 
(1232)
uud 1232±1 32 32+ +1 0 0 0 (5.58±0.09)×10−24[h] π+
 
+ n0
 
または

π0
 
+ p+
 

デルタ[27] Δ0
 
(1232)
udd 1232±1 32 32+ 0 0 0 0 (5.58±0.09)×10−24[h] π0
 
+ n0
 
または

π
 
+ p+
 

デルタ[27] Δ
 
(1232)
ddd 1232±1 32 32+ −1 0 0 0 (5.58±0.09)×10−24[h] π
 
+ n0
 
シグマ[28] Σ∗+
 
(1385)
uus 1382.8±0.4 1 32+ +1 −1 0 0 (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)
uds 1383.7±1.0 1 32+ 0 −1 0 0 (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)
dds 1387.2±0.5 1 32+ −1 −1 0 0 (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)
uuc 2518.4±0.6 1 32 + +2 0 +1 0 (4.4±0.6)×10−23[h] Λ+
c
+ π+
 
チャームシグマ[29] Σ∗+
c
(2520)
udc 2517.5±2.3 1 32 + +1 0 +1 0 >3.9×10−23[h] Λ+
c
+ π0
 
チャームシグマ[29] Σ∗0
c
(2520)
ddc 2518.0±0.5 1 32 + 0 0 +1 0 (4.1±0.5)×10−23[h] Λ+
c
+ π
 
ボトムシグマ[30] Σ∗+
b
uub 5829.0±3.4 1 32 + +1 0 0 −1 未知 Λ0
b
+ π+
 
ボトムシグマ Σ∗0
b
udb 未知 1 32 + 0 0 0 −1 未知 未知
ボトムシグマ[30] Σ∗−
b
ddb 5836.4±2.8 1 32 + −1 0 0 −1 未知 Λ0
b
+ π
 
グザイ[31] Ξ∗0
 
(1530)
uss 1531.80±0.32 12 32+ 0 −2 0 0 (7.2±0.4)×10−23[h] Ξ0
 
+ π0
 
または

Ξ
 
+ π+
 

グザイ[31] Ξ∗−
 
(1530)
dss 1535.0±0.6 12 32+ −1 −2 0 0 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)
usc 2645.9+0.5
−0.6
12 32 + +1 −1 +1 0 >2.1×10−22[h] Ξ+
c
+ π0
 
(観測)
チャームグザイ[32] Ξ∗0
c
(2645)
dsc 2645.9±0.5 12 32 + 0 −1 +1 0 >1.2×10−22[h] Ξ+
c
+ π
 
(観測)
ダブルチャームグザイ Ξ∗++
cc
ucc 未知 12 32 + +2 0 +2 0 未知 未知
ダブルチャームグザイ Ξ∗+
cc
dcc 未知 12 32 + +1 0 +2 0 未知 未知
ボトムグザイ Ξ∗0
b
usb 未知 12 32 + 0 −1 0 −1 未知 未知
ボトムグザイ Ξ∗−
b
dsb 未知 12 32 + −1 −1 0 −1 未知 未知
ダブルボトムグザイ Ξ∗0
bb
ubb 未知 12 32 + 0 0 0 −2 未知 未知
ダブルボトムグザイ Ξ∗−
bb
dbb 未知 12 32 + −1 0 0 −2 未知 未知
チャームボトムグザイ Ξ∗+
cb
ucb 未知 12 32 + +1 0 +1 −1 未知 未知
チャームボトムグザイ Ξ∗0
cb
dcb 未知 12 32 + 0 0 +1 −1 未知 未知
オメガ[33] Ω
 
sss 1672.45±0.29 0 32+ −1 −3 0 0 (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)
ssc 2765.9±1.5 0 32 + 0 −2 +1 0 未知 Ω0
c
+ γ
ボトムオメガ Ω∗−
b
ssb 未知 0 32 + −1 −2 0 −1 未知 未知
ダブルチャームオメガ Ω∗+
cc
scc 未知 0 32 + +1 −1 +2 0 未知 未知
チャームボトムオメガ Ω∗0
cb
scb 未知 0 32 + 0 −1 +1 −1 未知 未知
ダブルボトムオメガ Ω∗−
bb
sbb 未知 0 32 + −1 −1 0 −2 未知 未知
トリプルチャームオメガ Ω++
ccc
ccc 未知 0 32 + +2 0 +3 0 未知 未知
ダブルチャームボトムオメガ Ω∗+
ccb
ccb 未知 0 32 + +1 0 +2 −1 未知 未知
チャームダブルボトムオメガ Ω∗0
cbb
cbb 未知 0 32 + 0 0 +1 −2 未知 未知
トリプルボトムオメガ Ω
bbb
bbb 未知 0 32 + −1 0 0 −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 = ħΓの変換をしたものが与えられている。

脚注 編集

  1. ^ H. Muir (2003)
  2. ^ K. Carter (2003)
  3. ^ W.-M. Yao et al. (2006): Particle listings – Positive Theta
  4. ^ K. Nakamura et al. (2010): Pentaquarks
  5. ^ K. Nakamura et al. (2010): Particle summary tables – Baryons
  6. ^ J.G. Körner et al. (1994)
  7. ^ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – p+
     
  8. ^ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – n0
     
  9. ^ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Λ
  10. ^ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Λ 
    c
  11. ^ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Λ 
    b
  12. ^ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σ+
     
  13. ^ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σ0
     
  14. ^ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σ
     
  15. ^ a b c K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σ 
    c
  16. ^ a b K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σ 
    b
  17. ^ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ0
     
  18. ^ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ
     
  19. ^ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ+
    c
  20. ^ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ0
    c
  21. ^ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ′+
    c
  22. ^ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ′0
    c
  23. ^ a b K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ+
    cc
  24. ^ a b K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ 
    b
  25. ^ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ω0
    c
  26. ^ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ω
    b
  27. ^ a b c d K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Δ(1232)
  28. ^ a b c K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σ(1385)
  29. ^ a b c K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σ 
    c
    (2520)
  30. ^ a b K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σ
    b
  31. ^ a b K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ(1530)
  32. ^ a b K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ 
    c
    (2645)
  33. ^ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ω
     
  34. ^ K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ω0
    c
    (2770)

参考文献 編集

発展的な文献 編集

  • H. Garcilazo, J. Vijande, and A. Valcarce (2007). “Faddeev study of heavy-baryon spectroscopy”. Journal of Physics G 34 (5): 961–976. doi:10.1088/0954-3899/34/5/014. 
  • S. Robbins (2006年). “Physics Particle Overview – Baryons”. Journey Through the Galaxy. 2008年2月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年4月20日閲覧。
  • D.M. Manley (2005). “Status of baryon spectroscopy”. Journal of Physics: Conference Series 5: 230–237. doi:10.1088/1742-6596/9/1/043. 
  • S.S.M. Wong (1998). Introductory Nuclear Physics (2nd ed.). New York (NY): John Wiley & Sons. ISBN 0-471-23973-9 
  • R. Shankar (1994). Principles of Quantum Mechanics (2nd ed.). New York (NY): Plenum Press. ISBN 0-306-44790-8 
  • E. Wigner (1937). “On the Consequences of the Symmetry of the Nuclear Hamiltonian on the Spectroscopy of Nuclei”. Physical Review 51 (2): 106–119. doi:10.1103/PhysRev.51.106. 
  • M. Gell-Mann (1964). “A Schematic of Baryons and Mesons”. Physics Letters 8 (3): 214–215. doi:10.1016/S0031-9163(64)92001-3. 
  • W. Heisenberg (1932). “Über den Bau der Atomkerne I”. Zeitschrift für Physik 77: 1–11. doi:10.1007/BF01342433.  (ドイツ語)
  • W. Heisenberg (1932). “Über den Bau der Atomkerne II”. Zeitschrift für Physik 78: 156–164. doi:10.1007/BF01337585.  (ドイツ語)
  • W. Heisenberg (1932). “Über den Bau der Atomkerne III”. Zeitschrift für Physik 80: 587–596. doi:10.1007/BF01335696.  (ドイツ語)

関連項目 編集

外部リンク 編集