重子列表

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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「baryon」是來自希腊语中的「βαρύς」,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。

重子列表编辑

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,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,但尚未被觀測到。橙色的數值表示實驗上尚未被完全確定,但其實驗結果與夸克模型之預測吻合[6][7]

JP = 1/2+ 重子编辑

JP = 1/2+ 重子
粒子名稱符號夸克組成靜止質量 (MeV/c2)IJ PQ (e)SCB'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]1/21/2++1000穩定[b]未被觀測
核子/中子[9]
n
/
n0
/
N0

u

d

d
939.565379(21)[a]1/21/2+0000(8.800±0.009)×10+2[c]
p+
+
e
+
ν
e
Λ粒子[10]
Λ0

u

d

s
1115.683±0.00601/2+0−100(2.632±0.020)×10−10
p+
+
π


n0
+
π0
粲Λ[11]
Λ+
c

u

d

c
2286.46±0.1401/2++10+10(2.00±0.06)×10−13參見http://pdg.lbl.gov/2013/listings/rpp2013-list-lambdac-plus.pdf (页面存档备份,存于互联网档案馆
底Λ[12]
Λ0
b

u

d

b
5619.4±0.601/2+000−1(1.429±0.024)×10−12參見http://pdg.lbl.gov/2013/listings/rpp2013-list-lambdab-zero.pdf (页面存档备份,存于互联网档案馆
Σ粒子[13]
Σ+

u

u

s
1189.37±0.0711/2++1−100(8.018±0.026)×10−11
p+
+
π0


n0
+
π+

Σ粒子[14]
Σ0

u

d

s
1192.642±0.02411/2+0−100(7.4±0.7)×10−20
Λ0
+
γ
Σ粒子[15]
Σ

d

d

s
1197.449±0.03011/2+−1−100(1.479±0.011)×10−10
n0
+
π
粲Σ[16]
Σ++
c

u

u

c
2453.98±0.1611/2++20+10(2.91±0.32)×10−22[d]
Λ+
c
+
π+
粲Σ[16]
Σ+
c

u

d

c
2452.9±0.411/2++10+10>1.43×10−22[d]
Λ+
c
+
π0
粲Σ[16]
Σ0
c

d

d

c
2453.74±0.1611/2+00+10(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
11/2++100−16.8+2.7
−3.5
×10−23
[d]

Λ0
b
+
π+
底Σ
Σ0
b

u

d

b
未知11/2+000−1未知未知
底Σ[17]
Σ
b

d

d

b
5815.5+0.6
−0.5
 ± 1.7
11/2+−100−11.34+0.87
−1.15
×10−22
[d]

Λ0
b
+
π
Ξ粒子[18]
Ξ0

u

s

s
1314.86±0.201/21/2+0−200(2.90±0.09)×10−10
Λ0
+
π0
Ξ粒子[19]
Ξ

d

s

s
1321.71±0.071/21/2+−1−200(1.639±0.015)×10−10
Λ0
+
π
粲Ξ[20]
Ξ+
c

u

s

c
2467.8+0.4
−0.6
1/21/2++1−1+10(4.42±0.26)×10−13參見http://pdg.lbl.gov/2013/listings/rpp2013-list-xic-plus.pdf (页面存档备份,存于互联网档案馆
粲Ξ[21]
Ξ0
c

d

s

c
2470.88+0.34
−0.80
1/21/2+0−1+101.12+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,存于互联网档案馆
粲Ξ'[22]
Ξ′+
c

u

s

c
2575.6±3.11/21/2++1−1+10未知
Ξ+
c
+
γ
(已被觀測)
粲Ξ'[23]
Ξ′0
c

d

s

c
2577.9±2.91/21/2+0−1+10未知
Ξ0
c
+
γ
(已被觀測)
雙粲Ξ[e]
Ξ++
cc

u

c

c
未知1/21/2++20+20未知未知
雙粲Ξ[e][24]
Ξ+
cc

d

c

c
3518.9±0.9[e]1/21/2++10+20<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 ± 1.31/21/2+0−10−1未知參見http://pdg.lbl.gov/2013/listings/rpp2013-list-xib-zero-xib-minus.pdf (页面存档备份,存于互联网档案馆
底Ξ[25]
(又稱級聯B

Ξ
b

d

s

b
5791.1±2.21/21/2+−1−10−1(1.56+0.27
−0.25
 ± 0.02)×10-12
參見http://pdg.lbl.gov/2013/listings/rpp2013-list-xib-zero-xib-minus.pdf (页面存档备份,存于互联网档案馆
底Ξ'
Ξ′0
b

u

s

b
未知1/21/2+0−10−1未知未知
底Ξ'
Ξ′
b

d

s

b
未知1/21/2+−1−10−1未知未知
雙底Ξ
Ξ0
bb

u

b

b
未知1/21/2+000−2未知未知
雙底Ξ
Ξ
bb

d

b

b
未知1/21/2+−100−2未知未知
粲底Ξ
Ξ+
cb

u

c

b
未知1/21/2++10+1−1未知未知
粲底Ξ
Ξ0
cb

d

c

b
未知1/21/2+00+1−1未知未知
粲底Ξ'
Ξ′+
cb

u

c

b
未知1/21/2++10+1−1未知未知
粲底Ξ'
Ξ′0
cb

d

c

b
未知1/21/2+00+1−1未知未知
粲Ω[26]
Ω0
c

s

s

c
2695.2±1.701/2+0−2+10(6.9±1.2)×10−14參見http://pdg.lbl.gov/2013/listings/rpp2013-list-omegac-zero.pdf (页面存档备份,存于互联网档案馆
底Ω[27]
Ω
b

s

s

b
6071±4001/2+−1−20−1(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01/2++1−1+20未知未知
粲底Ω
Ω0
cb

s

c

b
未知01/2+0−1+1−1未知未知
粲底Ω'
Ω′0
cb

s

c

b
未知01/2+0−1+1−1未知未知
雙底Ω
Ω
bb

s

b

b
未知01/2+−1−10−2未知未知
雙粲底Ω
Ω+
ccb

c

c

b
未知01/2++10+2−1未知未知
粲雙底Ω
Ω0
cbb

c

b

b
未知01/2+00+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+ 重子编辑

JP = 3/2+ 重子
粒子名稱符號夸克組成靜止質量 (MeV/c2)IJ PQ (e)SCB'平均生命期 ()通常衰變至
Δ粒子[28]
Δ++
(1232)

u

u

u
1232±23/23/2++2000(5.63±0.14)×10−24[h]
p+
+
π+
Δ粒子[28]
Δ+
(1232)

u

u

d
1232±23/23/2++1000(5.63±0.14)×10−24[h]
π+
+
n0


π0
+
p+

Δ粒子[28]
Δ0
(1232)

u

d

d
1232±23/23/2+0000(5.63±0.14)×10−24[h]
π0
+
n0


π
+
p+

Δ粒子[28]
Δ
(1232)

d

d

d
1232±23/23/2+−1000(5.63±0.14)×10−24[h]
π
+
n0
Σ粒子[29]
Σ∗+
(1385)

u

u

s
1382.8±0.413/2++1−100(1.839±0.0041)×10−23[h]
Λ0
+
π+


Σ+
+
π0


Σ0
+
π+

Σ粒子[29]
Σ∗0
(1385)

u

d

s
1383.7±1.013/2+0−100(1.83±0.25)×10−23[h]
Λ0
+
π0


Σ+
+
π


Σ0
+
π0

Σ粒子[29]
Σ∗−
(1385)

d

d

s
1387.2±0.513/2+−1−100(1.671±0.089)×10−23[h]
Λ0
+
π


Σ0
+
π


Σ
+
π0

粲Σ[30]
Σ∗++
c
(2520)

u

u

c
2517.9±0.613/2 ++20+10(4.42±0.44)×10−23[h]
Λ+
c
+
π+
粲Σ[30]
Σ∗+
c
(2520)

u

d

c
2517.5±2.313/2 ++10+10>3.87×10−23[h]
Λ+
c
+
π0
粲Σ[30]
Σ∗0
c
(2520)

d

d

c
2518.8±0.613/2 +00+10(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
13/2 ++100−1(5.7±1.8)×10−23[h]
Λ0
b
+
π+
底Σ[e]
Σ∗0
b

u

d

b
未知13/2 +000−1未知未知
底Σ[31]
Σ∗−
b

d

d

b
5835.1±0.6 +1.7
−1.8
13/2 +−100−18.8+3.7
−3.6
×10−23
[h]

Λ0
b
+
π
Ξ粒子[32]
Ξ∗0
(1530)

u

s

s
1531.80±0.321/23/2+0−200(7.23±0.40)×10−23[h]
Ξ0
+
π0


Ξ
+
π+

Ξ粒子[32]
Ξ∗−
(1530)

d

s

s
1535.0±0.61/23/2+−1−2006.6+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
1/23/2 ++1−1+10>2.1×10−22[h]
Ξ+
c
+
π0
(已被觀測)
粲Ξ[33]
Ξ∗0
c
(2645)

d

s

c
2645.9±0.51/23/2 +0−1+10>1.2×10−22[h]
Ξ+
c
+
π
(已被觀測)
雙粲Ξ
Ξ∗++
cc

u

c

c
未知1/23/2 ++20+20未知未知
雙粲Ξ
Ξ∗+
cc

d

c

c
未知1/23/2 ++10+20未知未知
底Ξ[34]
Ξ∗0
b

u

s

b
5945.5±0.8±2.21/23/2 +0−10−1(3.1±2.5)×10−22[h]
Ξ
b
+
π+
(已被觀測)
底Ξ
Ξ∗−
b

d

s

b
未知1/23/2 +−1−10−1未知未知
雙底Ξ
Ξ∗0
bb

u

b

b
未知1/23/2 +000−2未知未知
雙底Ξ
Ξ∗−
bb

d

b

b
未知1/23/2 +−100−2未知未知
粲底Ξ
Ξ∗+
cb

u

c

b
未知1/23/2 ++10+1−1未知未知
粲底Ξ
Ξ∗0
cb

d

c

b
未知1/23/2 +00+1−1未知未知
Ω粒子[35]
Ω

s

s

s
1672.45±0.2903/2+−1−300(8.21±0.11)×10−11[h]
Λ0
+
K


Ξ0
+
π


Ξ
+
π0

粲Ω[36]
Ω∗0
c
(2770)

s

s

c
2765.9±2.003/2 +0−2+10未知
Ω0
c
+
γ
底Ω
Ω∗−
b

s

s

b
未知03/2 +−1>−20−1未知未知
雙粲Ω
Ω∗+
cc

s

c

c
未知03/2 ++1−1+20未知未知
粲底Ω
Ω∗0
cb

s

c

b
未知03/2 +0−1+1−1未知未知
雙底Ω
Ω∗−
bb

s

b

b
未知03/2 +−1−10−2未知未知
三粲Ω
Ω++
ccc

c

c

c
未知03/2 ++20+30未知未知
雙粲底Ω
Ω∗+
ccb

c

c

b
未知03/2 ++10+2−1未知未知
粲雙底Ω
Ω∗0
cbb

c

b

b
未知03/2 +00+1−2未知未知
三底Ω
Ω
bbb

b

b

b
未知03/2 +−100−3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。

重子共振粒子编辑

本列表給出了已被粒子數據組英语Particle Data Group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)***
Ξ′0
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
***

參見编辑

參考文獻编辑

引用编辑

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来源编辑

延伸閱讀编辑

外部連結编辑