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Barión

Los bariones (del griego βαρύς, barys, “pesado”) son una familia de partículas subatómicas formadas por tres quarks. Los más representativos, por formar el núcleo del átomo, son el neutrón y el protón; pero también existe otro gran número de bariones, aunque todos estos son inestables. El nombre de barión se debe a que se creyó, cuando fue descubierto, que poseía una masa mayor que otras partículas.[1]

Diferencia entre los bariones y los mesones.
Nombre y carga eléctrica de los componentes de la materia.

Clasificación

Los bariones son fermiones afectados por la interacción nuclear fuerte, por lo que están sometidos al principio de exclusión de Pauli y pueden ser descritos mediante la estadística de Fermi-Dirac. Al contrario que los bosones, que no satisfacen el principio de exclusión.

Los bariones pertenecen, junto con los mesones, a la familia de partículas llamadas hadrones, es decir, aquellas compuestas por quarks. Se diferencian de los mesones por estar compuestos por tres quarks, mientras que los últimos están compuestos por un quark y un antiquark. Los quarks tienen un número bariónico de   y los antiquarks  . Se ha propuesto la existecia de bariones exóticos como los pentaquarks, compuestos por cuatro quarks y un antiquark ( ).[2]

Propiedades

Isospín y carga

El concepto de isospín fue propuesto por Werner Heisenberg en 1932, explica las similitudes entre protones y neutrones bajo la Interacción fuerte. En el año 1964 Murray Gell-Mann propuso el modelo de quark, con tres tipos, el u, d y s. Los quarks u y d tiene masas similares, por lo tanto, las partículas hechas del mismo número, también tienen masas similares. La composición exacta de los quarks u y d determina la carga, ya que los quarks u llevan la carga  , mientras que los quarks d llevan la carga  .

Tipos

Junto al protón y al neutrón, dentro de la familia de los bariones se encuentran también las partículas delta (Δ), lambda (Λ), sigma (Σ), xi (Ξ) y omega (Ω).

Los bariones delta++, Δ+, Δ0, Δ-) están compuestos por quarks arriba y abajo, de tal manera que el spin total es 3/2. Se desintegran en un pion y en un protón o un neutrón.

Los bariones lambda0) están compuestos por un quark arriba, uno abajo y un quark extraño, con los quarks arriba y abajo en un estado de spin isotópico 0 (sabor antisimétrico). La observación del lambda neutro supuso la primera evidencia del quark extraño. El barión lambda casi siempre se desintegra en un protón y un pion con carga, o en un neutrón y un pion neutro.

Los bariones sigma+, Σ0, Σ-) están compuestos también por un quark extraño y la combinación de un quark arriba y otro abajo, pero en un estado de spin isotópico 1. El Σ0 posee la misma estructura de quarks que el Λ0 (arriba, abajo y extraño), por lo que su desintegración es mucho más rápida que el Σ+ (arriba, arriba, extraño) y el Σ- (abajo, abajo, extraño).

Los bariones xi0, Ξ-) están compuestos de dos quarks extraños y un quark arriba o abajo. Se desintegran generalmente en un pion y un barión lambda, que a su vez se desintegra como tal. Debido a esta secuencia en cascada de desintegraciones, a Ξ se le llama también partícula en cascada (cascade particle).

El barión omega negativo (Ω-) está compuesto de tres quarks extraños. Su descubrimiento supuso un gran avance en el estudio de los procesos de los quarks, ya que solo desde entonces se pudo predecir su masa y su desintegración.

Los bariones compuestos por quarks pesados se cifran añadiendo un subíndice, el cual indica que un quark extraño puede ser sustituido por otro más pesado (Ej.: Λ+c está compuesto por quark encantado, arriba y abajo; en vez de arriba, abajo y extraño).

Materia bariónica

La materia bariónica es aquella en cuya masa predominan los bariones, la cual puede estar formada por átomos de todo tipo, y por tanto, ser casi cualquier tipo de materia. Su contrario es la materia no bariónica, que puede estar formada por neutrinos o electrones libres, o incluso por especies extrañas de materia oscura no bariónica, tales como partículas supersimétricas, axiones o agujeros negros.

La distinción entre materia bariónica y no bariónica resulta de especial importancia en cosmología, ya que la cantidad de materia bariónica presente en el universo primitivo determina en gran medida los modelos de nucleosíntesis producidos en el Big Bang.

La mera existencia de bariones resulta ya un hecho cosmológico significativo, puesto que se presupone que el Big Bang produjo una cantidad igual de bariones y de antibariones. El proceso mediante el cual el número de bariones supera al de sus antipartículas es llamado bariogénesis (análogamente al proceso de leptogénesis, mediante el cual la cantidad de materia formada por leptones supera a su antimateria).

Véase también

Referencias

  1. Gell-Mann, 1964, p. 214–215.
  2. Dzierba, Meyer y Szczepaniak, 2005, p. 192-204.

Bibliografía

  • Gell-Mann, M. (1964). A schematic model of baryons and mesons 8 (3). Science. pp. 214-215. Bibcode:1964PhL.....8..214G. doi:10.1016/S0031-9163(64)92001-3. 
  • Dzierba, A.R.; Meyer, C.A.; Szczepaniak, A.P. (2005). Reviewing the Evidence for Pentaquarks 9. Journal of Physics. pp. 192-204. Bibcode:2005JPhCS...9..192D. doi:10.1088/1742-6596/9/1/03. 
  • Wong, S.S.M. (1998). Chapter 3—The Deuteron - Introductory Nuclear Physics (en inglés) (2da. edición). Nueva York: John Wiley & Sons. pp. 57-104. ISBN 0-471-23973-9. 
  • Wigner, E. (1937). On the Consequences of the Symmetry of the Nuclear Hamiltonian on the Spectroscopy of Nuclei 51 (2). Physical Review. pp. 106-119. Bibcode:1937PhRv...51..106W. doi:10.1103/PhysRev.51.106. 
  • Gell-Mann, M. (1964). A Schematic of Baryons and Mesons 8 (3). Physics Letters. pp. 214-215. Bibcode:1964PhL.....8..214G. doi:10.1016/S0031-9163(64)92001-3. 
  • Heisenberg, W. (1932). Über den Bau der Atomkerne I 77. Zeitschrift für Physik. pp. 1-11. Bibcode:1932ZPhy...77....1H. doi:10.1007/BF01342433. 
  • Manley, D.M. (2005). Status of baryon spectroscopy 5. Journal of Physics. pp. 230-237. Bibcode:2005JPhCS...9..230M. doi:10.1088/1742-6596/9/1/043. 
  • Garcilazo, H.; Valcarce, Vijande (2007). Faddeev study of heavy-baryon spectroscopy 34 (5). Journal of Physics. pp. 961-976. doi:10.1088/0954-3899/34/5/014. 

Enlaces externos

  •   Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre barión.
  •   Datos: Q159731
  •   Multimedia: Baryons

barión, bariones, griego, βαρύς, barys, pesado, familia, partículas, subatómicas, formadas, tres, quarks, más, representativos, formar, núcleo, átomo, neutrón, protón, pero, también, existe, otro, gran, número, bariones, aunque, todos, estos, inestables, nombr. Los bariones del griego barys barys pesado son una familia de particulas subatomicas formadas por tres quarks Los mas representativos por formar el nucleo del atomo son el neutron y el proton pero tambien existe otro gran numero de bariones aunque todos estos son inestables El nombre de barion se debe a que se creyo cuando fue descubierto que poseia una masa mayor que otras particulas 1 Octeto barionico Diferencia entre los bariones y los mesones Nombre y carga electrica de los componentes de la materia Indice 1 Clasificacion 2 Propiedades 2 1 Isospin y carga 3 Tipos 3 1 Materia barionica 4 Vease tambien 5 Referencias 6 Bibliografia 7 Enlaces externosClasificacion EditarLos bariones son fermiones afectados por la interaccion nuclear fuerte por lo que estan sometidos al principio de exclusion de Pauli y pueden ser descritos mediante la estadistica de Fermi Dirac Al contrario que los bosones que no satisfacen el principio de exclusion Los bariones pertenecen junto con los mesones a la familia de particulas llamadas hadrones es decir aquellas compuestas por quarks Se diferencian de los mesones por estar compuestos por tres quarks mientras que los ultimos estan compuestos por un quark y un antiquark Los quarks tienen un numero barionico de B 1 3 displaystyle B 1 over 3 y los antiquarks B 1 3 displaystyle B 1 over 3 Se ha propuesto la existecia de bariones exoticos como los pentaquarks compuestos por cuatro quarks y un antiquark B 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 displaystyle B 1 over 3 1 over 3 1 over 3 1 over 3 1 over 3 1 2 Propiedades EditarIsospin y carga Editar El concepto de isospin fue propuesto por Werner Heisenberg en 1932 explica las similitudes entre protones y neutrones bajo la Interaccion fuerte En el ano 1964 Murray Gell Mann propuso el modelo de quark con tres tipos el u d y s Los quarks u y d tiene masas similares por lo tanto las particulas hechas del mismo numero tambien tienen masas similares La composicion exacta de los quarks u y d determina la carga ya que los quarks u llevan la carga 2 3 displaystyle 2 over 3 mientras que los quarks d llevan la carga 1 3 displaystyle 1 over 3 Tipos EditarVease tambien Anexo Tabla de bariones Junto al proton y al neutron dentro de la familia de los bariones se encuentran tambien las particulas delta D lambda L sigma S xi 3 y omega W Los bariones delta D D D0 D estan compuestos por quarks arriba y abajo de tal manera que el spin total es 3 2 Se desintegran en un pion y en un proton o un neutron Los bariones lambda L0 estan compuestos por un quark arriba uno abajo y un quark extrano con los quarks arriba y abajo en un estado de spin isotopico 0 sabor antisimetrico La observacion del lambda neutro supuso la primera evidencia del quark extrano El barion lambda casi siempre se desintegra en un proton y un pion con carga o en un neutron y un pion neutro Los bariones sigma S S0 S estan compuestos tambien por un quark extrano y la combinacion de un quark arriba y otro abajo pero en un estado de spin isotopico 1 El S0 posee la misma estructura de quarks que el L0 arriba abajo y extrano por lo que su desintegracion es mucho mas rapida que el S arriba arriba extrano y el S abajo abajo extrano Los bariones xi 30 3 estan compuestos de dos quarks extranos y un quark arriba o abajo Se desintegran generalmente en un pion y un barion lambda que a su vez se desintegra como tal Debido a esta secuencia en cascada de desintegraciones a 3 se le llama tambien particula en cascada cascade particle El barion omega negativo W esta compuesto de tres quarks extranos Su descubrimiento supuso un gran avance en el estudio de los procesos de los quarks ya que solo desde entonces se pudo predecir su masa y su desintegracion Los bariones compuestos por quarks pesados se cifran anadiendo un subindice el cual indica que un quark extrano puede ser sustituido por otro mas pesado Ej L c esta compuesto por quark encantado arriba y abajo en vez de arriba abajo y extrano Materia barionica Editar La materia barionica es aquella en cuya masa predominan los bariones la cual puede estar formada por atomos de todo tipo y por tanto ser casi cualquier tipo de materia Su contrario es la materia no barionica que puede estar formada por neutrinos o electrones libres o incluso por especies extranas de materia oscura no barionica tales como particulas supersimetricas axiones o agujeros negros La distincion entre materia barionica y no barionica resulta de especial importancia en cosmologia ya que la cantidad de materia barionica presente en el universo primitivo determina en gran medida los modelos de nucleosintesis producidos en el Big Bang La mera existencia de bariones resulta ya un hecho cosmologico significativo puesto que se presupone que el Big Bang produjo una cantidad igual de bariones y de antibariones El proceso mediante el cual el numero de bariones supera al de sus antiparticulas es llamado bariogenesis analogamente al proceso de leptogenesis mediante el cual la cantidad de materia formada por leptones supera a su antimateria Vease tambien EditarLista de particulas Fisica de particulas Modelo estandar de fisica de particulas Boson Lepton Referencias Editar Gell Mann 1964 p 214 215 Dzierba Meyer y Szczepaniak 2005 p 192 204 Bibliografia EditarGell Mann M 1964 A schematic model of baryons and mesons 8 3 Science pp 214 215 Bibcode 1964PhL 8 214G doi 10 1016 S0031 9163 64 92001 3 fechaacceso requiere url ayuda Dzierba A R Meyer C A Szczepaniak A P 2005 Reviewing the Evidence for Pentaquarks 9 Journal of Physics pp 192 204 Bibcode 2005JPhCS 9 192D doi 10 1088 1742 6596 9 1 03 fechaacceso requiere url ayuda Wong S S M 1998 Chapter 3 The Deuteron Introductory Nuclear Physics en ingles 2da edicion Nueva York John Wiley amp Sons pp 57 104 ISBN 0 471 23973 9 Wigner E 1937 On the Consequences of the Symmetry of the Nuclear Hamiltonian on the Spectroscopy of Nuclei 51 2 Physical Review pp 106 119 Bibcode 1937PhRv 51 106W doi 10 1103 PhysRev 51 106 fechaacceso requiere url ayuda Gell 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