重子

端午节到了,除了包粽子吃,还可以干嘛呢?对!复习什么是重子。
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重子(Baryon)是一个现代粒子物理学名词,在标准模型理论中,“重子”这一名词是指由三个夸克(或者三个反夸克组成的“反重子”)组成的复合粒子。在这理论中它是强子的一类。值得注意的是,因为重子属于复合粒子,所以“不是”基本粒子。最常见的重子有组成日常物质原子核的质子和中子,合称为核子。其它重子中,有比这两种粒子更重的粒子,所谓的超子。重子这个称呼是指其质量相对重于轻子和介于两者之间的介子起的。

重子是强相互作用的费米子,也就是说它们遵守费米-狄拉克统计和泡利不相容原理,它们通过组成它们的夸克参加强相互作用。同时它们也参加弱相互作用和引力。带电荷的重子也参加电磁力作用。

重子与由一个夸克和一个反夸克组成的介子一起被合称为强子。强子是所有强相互作用的粒子的总称。

质子是唯一独立稳定的重子。中子假如不与其它中子或者质子一起组成原子核的话就不会稳定,并产生衰变。
重子物质是指从质量上来看主要由重子组成的物质,比如所有由原子组成的物质。而非重子物质则是从质量上来看主要不是由重子组成的物质,比如中微子、自由电子、光子等等。对于暗物质主要是有重子物质还是由非重子物质组成的问题有很多争议。重的可能组成非重子暗物质的物质可能有超对称粒子、黑洞等。对于宇宙学来说这个问题非常重要,因为早期宇宙中重子物质的量直接影响到大爆炸理论中的核合成模型。

重子物质的存在本身在宇宙学中就已经提出了一个难题。大爆炸理论预言宇宙开始时重子与反重子的量应该是一样多的,此后重子超过反重子的过程被称为重子相变。

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