重子列表

重子由三個夸克組成,相較之下介子則是由夸克-反夸克對所組成。[1]:1232重子與介子都屬於强子,意即單純由夸克或同時由夸克和反夸克所組成的粒子。重子的英文名稱「」是來自希腊语中的「」,意為「重的」,因為在命名當時,重子具有比其他物質粒子還要大的質量被認為是其特性之一。

質子是著名的重子之一,具有二個上夸克(u)和一個下夸克(d)

直到近幾年,部分實驗證實了五夸克態粒子的存在,亦即由四個夸克與一個反夸克所組成的重子[2][3]。2015年7月13日,歐洲核子研究組織LHCb團隊宣布,在底Λ粒子衰變模式中找到了與五夸克態吻合的結果[4]

因為重子是由夸克所組成的,它們也會參與强相互作用。相對而言,不是由夸克所組成的輕子就不會參與强相互作用了。著名的重子包含質子中子,它們組成了宇宙中大多數的可見物质,然而另一個主要組成原子的粒子,也就是电子,則屬於輕子。每個重子都有各自相對應的反粒子,稱為反重子,其中,夸克被替換成了對應的反夸克。例如,一個質子是由兩個上夸克與一個下夸克所組成,而其對應的反粒子,亦即反質子,則是由兩個反上夸克與一個反下夸克所組成。

重子列表

本列表列出了所有已知與被預測的重子,其角動量為J = 1/2J = 3/2,並有著正的宇稱[5]

  • 只含有一種夸克的重子(例如 uuu 和 ddd)可以存在J = 3/2 的組態,然而J = 1/2泡利不相容原理所不允許的。
  • 含有二種夸克的重子(例如 uud 和 uus)可以存在J = 1/2J = 3/2 的組態。
  • 含有三種夸克的重子(例如 uds 和 udc)可以存在J = 1/2J = 3/2 的組態。這類型的重子可以具有二種J = 1/2的組態。

在本列表中的符號有:I同位旋)、J總角動量量子數)、P宇稱,表示座標系鏡像變換時特徵值的奇偶性)、u(上夸克)、d(下夸克)、s(奇夸克)、c(粲夸克)、b(底夸克)、Q電荷)、B重子数)、 S奇异数)、C粲数)、B′底數)以及多種次原子粒子。

本列表並未列出反重子。然而,它們只是將所有夸克換成對應的反夸克,並將QBSCB′ 等數值變號。在本表格中,有著記號的粒子表示該粒子被标准模型所預測,然而尚未被觀測到。橙色的數值表示實驗上尚未被完全確定,但其實驗結果吻合夸克模型之預測[6][7]

JP = 1/2+ 重子

JP = 1/2+ 重子 
粒子名稱 符號 夸克組成 靜止質量 (MeV/c2) I J P Q (e) S C B' 平均生命期 () 通常衰變至
核子/質子[8] p / p+
/ N+
u u d 938.272046(21)[a] 1/2 1/2+ +1 0 0 0 穩定[b] 未被觀測
核子/中子[9] n / n0
/ N0
u d d 939.565379(21)[a] 1/2 1/2+ 0 0 0 0 (8.800±0.009)×10+2[c] p+
+ e
+ ν
e
Λ粒子[10] Λ0
u d s 1115.683±0.006 0 1/2+ 0 −1 0 0 (2.632±0.020)×10−10 p+
+ π

n0
+ π0
粲Λ[11] Λ+
c
u d c 2286.46±0.14 0 1/2+ +1 0 +1 0 (2.00±0.06)×10−13 參見Λ+
c
的衰變模式
底Λ[12] Λ0
b
u d b 5619.4±0.6 0 1/2+ 0 0 0 −1 (1.429±0.024)×10−12 參見Λ0
b
的衰變模式
Σ粒子[13] Σ+
u u s 1189.37±0.07 1 1/2+ +1 −1 0 0 (8.018±0.026)×10−11 p+
+ π0

n0
+ π+

Σ粒子[14] Σ0
u d s 1192.642±0.024 1 1/2+ 0 −1 0 0 (7.4±0.7)×10−20 Λ0
+ γ
Σ粒子[15] Σ
d d s 1197.449±0.030 1 1/2+ −1 −1 0 0 (1.479±0.011)×10−10 n0
+ π
粲Σ[16] Σ++
c
u u c 2453.98±0.16 1 1/2+ +2 0 +1 0 (2.91±0.32)×10−22[d] Λ+
c
+ π+
粲Σ[16] Σ+
c
u d c 2452.9±0.4 1 1/2+ +1 0 +1 0 >1.43×10−22[d] Λ+
c
+ π0
粲Σ[16] Σ0
c
d d c 2453.74±0.16 1 1/2+ 0 0 +1 0 (3.05±0.37)×10−22[d] Λ+
c
+ π
底Σ[17] Σ+
b
u u b 5811.3+0.9
−0.8
 ± 1.7
1 1/2+ +1 0 0 −1 6.8+2.7
−3.5
×10−23
[d]
Λ0
b
+ π+
底Σ Σ0
b
u d b 未知 1 1/2+ 0 0 0 −1 未知 未知
底Σ[17] Σ
b
d d b 5815.5+0.6
−0.5
 ± 1.7
1 1/2+ −1 0 0 −1 1.34+0.87
−1.15
×10−22
[d]
Λ0
b
+ π
Ξ粒子[18] Ξ0
u s s 1314.86±0.20 1/2 1/2+ 0 −2 0 0 (2.90±0.09)×10−10 Λ0
+ π0
Ξ粒子[19] Ξ
d s s 1321.71±0.07 1/2 1/2+ −1 −2 0 0 (1.639±0.015)×10−10 Λ0
+ π
粲Ξ[20] Ξ+
c
u s c 2467.8+0.4
−0.6
1/2 1/2+ +1 −1 +1 0 (4.42±0.26)×10−13 參見Ξ+
c
的衰變模式
粲Ξ[21] Ξ0
c
d s c 2470.88+0.34
−0.80
1/2 1/2+ 0 −1 +1 0 1.12+0.13
−0.10
×10−13
參見http://pdg.lbl.gov/2013/listings/rpp2013-list-xic-zero.pdf 页面存档备份,存于
粲Ξ'[22] Ξ+
c
u s c 2575.6±3.1 1/2 1/2+ +1 −1 +1 0 未知 Ξ+
c
+ γ (已被觀測)
粲Ξ'[23] Ξ0
c
d s c 2577.9±2.9 1/2 1/2+ 0 −1 +1 0 未知 Ξ0
c
+ γ (已被觀測)
雙粲Ξ[e] Ξ++
cc
u c c 未知 1/2 1/2+ +2 0 +2 0 未知 未知
雙粲Ξ[e][24] Ξ+
cc
d c c 3518.9±0.9[e] 1/2 1/2+ +1 0 +2 0 <3.3×10−14[e] Λ+
c
+ K
+ π+
[e]
p+
+ D+
+ K
[e]
底Ξ[25]
(又稱級聯B
Ξ0
b
u s b 5787.8±5.0 ± 1.3 1/2 1/2+ 0 −1 0 −1 未知 參見Ξ
b
的衰變模式
底Ξ[25]
(又稱級聯B
Ξ
b
d s b 5791.1±2.2 1/2 1/2+ −1 −1 0 −1 (1.56+0.27
−0.25
 ± 0.02)×10-12
參見Ξ
b
的衰變模式
底Ξ' Ξ0
b
u s b 未知 1/2 1/2+ 0 −1 0 −1 未知 未知
底Ξ' Ξ
b
d s b 未知 1/2 1/2+ −1 −1 0 −1 未知 未知
雙底Ξ Ξ0
bb
u b b 未知 1/2 1/2+ 0 0 0 −2 未知 未知
雙底Ξ Ξ
bb
d b b 未知 1/2 1/2+ −1 0 0 −2 未知 未知
粲底Ξ Ξ+
cb
u c b 未知 1/2 1/2+ +1 0 +1 −1 未知 未知
粲底Ξ Ξ0
cb
d c b 未知 1/2 1/2+ 0 0 +1 −1 未知 未知
粲底Ξ' Ξ+
cb
u c b 未知 1/2 1/2+ +1 0 +1 −1 未知 未知
粲底Ξ' Ξ0
cb
d c b 未知 1/2 1/2+ 0 0 +1 −1 未知 未知
粲Ω[26] Ω0
c
s s c 2695.2±1.7 0 1/2+ 0 −2 +1 0 (6.9±1.2)×10−14 參見Ω0
c
的衰變模式
底Ω[27] Ω
b
s s b 6071±40 0 1/2+ −1 −2 0 −1 (1.13+0.55
−0.42
 ± 0.02)×10-12
Ω
+ J/ψ 已被觀測到)
雙粲Ω Ω+
cc
s c c 未知 0 1/2+ +1 −1 +2 0 未知 未知
粲底Ω Ω0
cb
s c b 未知 0 1/2+ 0 −1 +1 −1 未知 未知
粲底Ω' Ω0
cb
s c b 未知 0 1/2+ 0 −1 +1 −1 未知 未知
雙底Ω Ω
bb
s b b 未知 0 1/2+ −1 −1 0 −2 未知 未知
雙粲底Ω Ω+
ccb
c c b 未知 0 1/2+ +1 0 +2 −1 未知 未知
粲雙底Ω Ω0
cbb
c b b 未知 0 1/2+ 0 0 +1 −2 未知 未知

^ 未被觀測到的粒子。
[a] ^ 質子中子的質量以原子质量单位表示比以MeV/c2表示具有更高的精確度,因為人們對基本电荷值的量測仍不是很精確。當以原子质量单位表示時,質子的質量為1.007276466812(90) u、中子的質量則是1.00866491600(43) u
[b] ^ 至少1035 年,參見質子衰變
[c] ^ 對於自由中子而言。在一般的原子核中,中子是穩定的。
[d] ^ 此處根據粒子數據組(PDG)所給出的共振寬度(Γ)值,使用生命期 τ = ħ/Γ 轉換求得。
[e] ^ 該數據有部份爭議[24]

JP = 3/2+ 重子

JP = 3/2+ 重子 
粒子名稱 符號 夸克組成 靜止質量 (MeV/c2) I J P Q (e) S C B' 平均生命期 () 通常衰變至
Δ粒子[28] Δ++
(1232)
u u u 1232±2 3/2 3/2+ +2 0 0 0 (5.63±0.14)×10−24[h] p+
+ π+
Δ粒子[28] Δ+
(1232)
u u d 1232±2 3/2 3/2+ +1 0 0 0 (5.63±0.14)×10−24[h] π+
+ n0

π0
+ p+

Δ粒子[28] Δ0
(1232)
u d d 1232±2 3/2 3/2+ 0 0 0 0 (5.63±0.14)×10−24[h] π0
+ n0

π
+ p+

Δ粒子[28] Δ
(1232)
d d d 1232±2 3/2 3/2+ −1 0 0 0 (5.63±0.14)×10−24[h] π
+ n0
Σ粒子[29] Σ+
(1385)
u u s 1382.8±0.4 1 3/2+ +1 −1 0 0 (1.839±0.0041)×10−23[h] Λ0
+ π+

Σ+
+ π0

Σ0
+ π+

Σ粒子[29] Σ0
(1385)
u d s 1383.7±1.0 1 3/2+ 0 −1 0 0 (1.83±0.25)×10−23[h] Λ0
+ π0

Σ+
+ π

Σ0
+ π0

Σ粒子[29] Σ
(1385)
d d s 1387.2±0.5 1 3/2+ −1 −1 0 0 (1.671±0.089)×10−23[h] Λ0
+ π

Σ0
+ π

Σ
+ π0

粲Σ[30] Σ++
c
(2520)
u u c 2517.9±0.6 1 3/2 + +2 0 +1 0 (4.42±0.44)×10−23[h] Λ+
c
+ π+
粲Σ[30] Σ+
c
(2520)
u d c 2517.5±2.3 1 3/2 + +1 0 +1 0 >3.87×10−23[h] Λ+
c
+ π0
粲Σ[30] Σ0
c
(2520)
d d c 2518.8±0.6 1 3/2 + 0 0 +1 0 (4.54±0.47)×10−23[h] Λ+
c
+ π
底Σ[31] Σ+
b
u u b 5832.1±0.7 +1.7
−1.8
1 3/2 + +1 0 0 −1 (5.7±1.8)×10−23[h] Λ0
b
+ π+
底Σ[e] Σ0
b
u d b 未知 1 3/2 + 0 0 0 −1 未知 未知
底Σ[31] Σ
b
d d b 5835.1±0.6 +1.7
−1.8
1 3/2 + −1 0 0 −1 8.8+3.7
−3.6
×10−23
[h]
Λ0
b
+ π
Ξ粒子[32] Ξ0
(1530)
u s s 1531.80±0.32 1/2 3/2+ 0 −2 0 0 (7.23±0.40)×10−23[h] Ξ0
+ π0

Ξ
+ π+

Ξ粒子[32] Ξ
(1530)
d s s 1535.0±0.6 1/2 3/2+ −1 −2 0 0 6.6+1.3
−1.1
×10−23
[h]
Ξ0
+ π

Ξ
+ π0

粲Ξ[33] Ξ+
c
(2645)
u s c 2645.9+0.5
−0.6
1/2 3/2 + +1 −1 +1 0 >2.1×10−22[h] Ξ+
c
+ π0
(已被觀測)
粲Ξ[33] Ξ0
c
(2645)
d s c 2645.9±0.5 1/2 3/2 + 0 −1 +1 0 >1.2×10−22[h] Ξ+
c
+ π
(已被觀測)
雙粲Ξ Ξ++
cc
u c c 未知 1/2 3/2 + +2 0 +2 0 未知 未知
雙粲Ξ Ξ+
cc
d c c 未知 1/2 3/2 + +1 0 +2 0 未知 未知
底Ξ[34] Ξ0
b
u s b 5945.5±0.8±2.2 1/2 3/2 + 0 −1 0 −1 (3.1±2.5)×10−22[h] Ξ
b
+ π+
(已被觀測)
底Ξ Ξ
b
d s b 未知 1/2 3/2 + −1 −1 0 −1 未知 未知
雙底Ξ Ξ0
bb
u b b 未知 1/2 3/2 + 0 0 0 −2 未知 未知
雙底Ξ Ξ
bb
d b b 未知 1/2 3/2 + −1 0 0 −2 未知 未知
粲底Ξ Ξ+
cb
u c b 未知 1/2 3/2 + +1 0 +1 −1 未知 未知
粲底Ξ Ξ0
cb
d c b 未知 1/2 3/2 + 0 0 +1 −1 未知 未知
Ω粒子[35] Ω
s s s 1672.45±0.29 0 3/2+ −1 −3 0 0 (8.21±0.11)×10−11[h] Λ0
+ K

Ξ0
+ π

Ξ
+ π0

粲Ω[36] Ω0
c
(2770)
s s c 2765.9±2.0 0 3/2 + 0 −2 +1 0 未知 Ω0
c
+ γ
底Ω Ω
b
s s b 未知 0 3/2 + −1> −2 0 −1 未知 未知
雙粲Ω Ω+
cc
s c c 未知 0 3/2 + +1 −1 +2 0 未知 未知
粲底Ω Ω0
cb
s c b 未知 0 3/2 + 0 −1 +1 −1 未知 未知
雙底Ω Ω
bb
s b b 未知 0 3/2 + −1 −1 0 −2 未知 未知
三粲Ω Ω++
ccc
c c c 未知 0 3/2 + +2 0 +3 0 未知 未知
雙粲底Ω Ω+
ccb
c c b 未知 0 3/2 + +1 0 +2 −1 未知 未知
粲雙底Ω Ω0
cbb
c b b 未知 0 3/2 + 0 0 +1 −2 未知 未知
三底Ω Ω
bbb
b b b 未知 0 3/2 + −1 0 0 −3 未知 未知

^ 未被觀測到的粒子。
[h] ^ 此處根據粒子數據組(PDG)所給出的共振寬度(Γ)值,使用生命期 τ = ħ/Γ 轉換求得。

重子共振粒子

本列表給出了已被粒子數據組所確認的重子共振粒子名稱、已知量子數與實驗狀態[37]。重子共振粒子是受激發的重子態,有著較短的半衰期和較高的質量。儘管有著大量的研究,人們仍舊對重子激發譜的基礎自由度有著極薄弱的了解[38]。每個粒子的已知自旋-宇稱值JP在下表亦有列出。對於強衰變粒子,JP值被視為其名稱的一部份,所有共振態的質量亦然。

以下列表中,使用*號數量表示該粒子存在之確定性高低,如下:

****確定存在,且其性質至少曾被進行良好的探索。
***幾乎可以確定其存在,然而需要更多確認,且/或其量子數、分支比等性質尚未被確定。
**有一些存在的證據。
*存在的證據很少。
重子共振粒子
核子 Δ 粒子 Λ 粒子 Σ 粒子 Ξ 與 Ω 粒子 粲粒子 底粒子
p12+****Δ(1232)32+**** Λ12+****Σ+12+**** Ξ012+****Λ+
c
12+**** Λ0
b
12+***
n12+****Δ(1600)32+**** Λ(1405)12****Σ012+**** Ξ12+****Λc(2595)+12*** Λb(5912)012***
N(1440)12+****Δ(1620)12**** Λ(1520)32****Σ12+**** Ξ(1530)32+****Λc(2625)+32*** Λb(5920)032***
N(1520)32****Δ(1700)32**** Λ(1600)12+***Σ(1385)32+**** Ξ(1620)*Λc(2765)+* Σb12+***
N(1535)12****Δ(1750)12+* Λ(1670)12****Σ(1480)* Ξ(1690)***Λc(2880)+52+*** Σ*
b
32+***
N(1650)12****Δ(1900)12*** Λ(1690)32****Σ(1560)** Ξ(1820)32***Λc(2940)+32*** Ξ0
b
, Ξ
b
12+***
N(1675)52****Δ(1905)52+**** Λ(1710)12+*Σ(1580)32* Ξ(1950)*** Ξ'b(5935)12+***
N(1680)52+****Δ(1910)12+**** Λ(1800)12***Σ(1620)12* Ξ(2030) 5/2?***Σc(2455)12+**** Ξb(5945)032+***
N(1700)32***Δ(1920)32+*** Λ(1810)12+***Σ(1660)12+*** Ξ(2120)*Σc(2520)32+*** Ξb(5955)32+***
N(1710)12+****Δ(1930)52*** Λ(1820)52+****Σ(1670)32**** Ξ(2250)**Σc(2800)*** Ω
b
12+***
N(1720)32+****Δ(1940)32** Λ(1830)52****Σ(1690)** Ξ(2370)** Pc(4380)+*
N(1860)52+**Δ(1950)72+**** Λ(1890)32+****Σ(1730)32+* Ξ(2500)*Ξ+
c
12+*** Pc(4450)+*
N(1875)32***Δ(2000)52+** Λ(2000)*Σ(1750)12*** Ξ0
c
12+***
N(1880)12+***Δ(2150)12* Λ(2020)72+*Σ(1770)12+* Ω32+****Ξ+
c
12+***
N(1895)12****Δ(2200)72*** Λ(2050)32*Σ(1775)52**** Ω(2250)***Ξ0
c
12+***
N(1900)32+****Δ(2300)92+** Λ(2100)72****Σ(1840)32+* Ω(2380)**Ξc(2645)32+***
N(1990)72+**Δ(2350)52* Λ(2110)52+***Σ(1880)12+** Ω(2470)**Ξc(2790)12***
N(2000)52+**Δ(2390)72+* Λ(2325)32*Σ(1900)12* Ξc(2815)32***
N(2040)32+*Δ(2400)92** Λ(2350)92+***Σ(1915)52+**** Ξc(2930)*
N(2060)52***Δ(2420)112+**** Λ(2585)**Σ(1940)32+* Ξc(2980)***
N(2100)12+***Δ(2750)132** Σ(1940)32*** Ξc(3055)***
N(2120)32***Δ(2950)152+** Σ(2000)12* Ξc(3080)***
N(2190)72**** Σ(2030)72+**** Ξc(3123)*
N(2220)92+**** Σ(2070)52+*
N(2250)92**** Σ(2080)32+** Ω0
c
12+***
N(2300)12+** Σ(2100)72* Ωc(2770)032+***
N(2570)52** Σ(2250)*** Ωc(3000)0***
N(2600)112*** Σ(2455)** Ωc(3050)0***
N(2700)132+** Σ(2620)** Ωc(3065)0***
Σ(3000)* Ωc(3090)0***
Ωc(3120)0***
Ξ+
cc
*
Ξ++
cc
***

參見

參考文獻

引用

  1. Halliday, David; Resnick, Robert; Walker, Jerl, 7th, USA: John Wiley and Sons, Inc., 2005, ISBN 0-471-23231-9, Each baryon is a combination of three quarks
  2. Muir 2003.
  3. Carter 2003.
  4. Aaij 2015.
  5. Griffiths 2008.
  6. Beringer 2012, and 2013 partial update for the 2014 edition: Particle summary tables – Baryons.
  7. Körner 1994.
  8. Beringer 2012Particle listings – p+
  9. Beringer 2012Particle listings – n0
  10. Beringer 2012, Particle listings – Λ.
  11. Beringer 2012Particle listings – Λ
    c
  12. Beringer 2012Particle listings – Λ
    b
  13. Beringer 2012Particle listings – Σ+
  14. Beringer 2012Particle listings – Σ0
  15. Beringer 2012Particle listings – Σ
  16. Beringer 2012Particle listings – Σ
    c
  17. Beringer 2012Particle listings – Σ
    b
  18. Beringer 2012Particle listings – Ξ0
  19. Beringer 2012Particle listings – Ξ
  20. Beringer 2012Particle listings – Ξ+
    c
  21. Beringer 2012Particle listings – Ξ0
    c
  22. Beringer 2012Particle listings – Ξ+
    c
  23. Beringer 2012Particle listings – Ξ0
    c
  24. Beringer 2012Particle listings – Ξ+
    cc
  25. Beringer 2012Particle listings – Ξ
    b
  26. Beringer 2012Particle listings – Ω0
    c
  27. Beringer 2012Particle listings – Ω
    b
  28. Beringer 2012Particle listings – Δ(1232)
  29. Beringer 2012Particle listings – Σ(1385)
  30. Beringer 2012Particle listings – Σ
    c
    (2520)
  31. Beringer 2012Particle listings – Σ
    b
  32. Beringer 2012Particle listings – Ξ(1530)
  33. Beringer 2012Particle listings – Ξ
    c
    (2645)
  34. Beringer 2012Particle listings – Ξ0
    b
    (5945)
  35. Beringer 2012Particle listings – Ω
  36. Beringer 2012Particle listings – Ω0
    c
    (2770)
  37. Particle Data Group 2016.
  38. Crede 2013.

来源

延伸閱讀

外部連結

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.