Liste der Baryonen

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Die folgenden Tabellen enthalten die Grundzustände aller bekannten und vorhergesagten Baryonen mit Gesamtdrehimpuls J = 12 oder J = 32 und positiver Parität.

Die in den Tabellen verwendeten Formelzeichen sind: I (Isospin), J (Gesamtdrehimpuls), P (Parität), Q (elektrische Ladung), B (Baryonenzahl), S (Strangeness), C (Charm), B' (Bottomness), u (Up-Quark), d (Down-Quark), s (Strange-Quark), c (Charm-Quark) und b (Bottom-Quark) sowie die Symbole für die Teilchen selbst.

Es sind jeweils die Eigenschaften und die Quark-Zusammensetzung der Teilchen aufgelistet. Für die zugehörigen Antiteilchen sind Quarks durch Antiquarks zu ersetzen und die Vorzeichen der Quantenzahlen Q, B, S, C und B' kehren sich um. Werte in rot sind durch das Experiment noch nicht sicher bestätigt, aber durch das Quarkmodell vorhergesagt und in Übereinstimmung mit den Messungen.[1][2]

Die Ziffern in Klammern hinter einem Zahlenwert bezeichnen die Unsicherheit in den letzten Stellen des Wertes. (Beispiel: Die Angabe 1115,683(6) ist gleichbedeutend mit 1115,683 ± 0,006.)

Nomenklatur[Bearbeiten]

Baryonen werden mit den Symbolen N, Δ, Λ, Σ, Ξ und Ω bezeichnet, die zusätzlich noch mit tiefgestellten Kleinbuchstaben versehen sein können. Die Benennung erfolgt nach den folgenden Regeln:[3]

  1. Baryonen mit drei u- oder d-Quarks heißen N (Isospin 12) oder Δ (Isospin 32).
  2. Baryonen mit zwei u- oder d-Quarks heißen Λ (Isospin 0) oder Σ (Isospin 1). Ist das dritte Quark ein schweres Quark (c oder b), so wird ein entsprechendes Subskript angehängt.
  3. Baryonen mit einem u- oder d-Quark heißen Ξ (Isospin 12). Verbleibende schwere Quarks werden wiederum mit einem oder zwei Subskripts bezeichnet, z. B. Ξc, Ξcc, Ξb.
  4. Baryonen mit keinen u- oder d-Quarks heißen Ω (Isospin 0). Schwere Quarks werden durch bis zu drei Subskripts bezeichnet.
  5. Bei Baryonen, die durch die starke Wechselwirkung zerfallen, wird die Masse in Klammern nachgestellt.

Zusammengefasst bestimmen also die Zahl der u- und d-Quarks und der Isospin das Symbol des Teilchens, und tiefgestellte Kleinbuchstaben zeigen schwere Quarks an.

Baryonen mit JP = 12+[Bearbeiten]

Oktett der Baryonen mit JP = 12+ (nur leichte Quarks u, d und s)
Teilchenname Symbol Quark-
Zusammensetzung
Masse (MeV/c2) I JP Q (e) S C B' Lebensdauer (s) Hauptzerfälle
Nukleon / Proton[4] p uud 938,272 013(23)(a) 12 12+ +1 0 0 0 stabil(b)
Nukleon / Neutron[5] n udd 939,565 346(23)(a) 12 12+ 0 0 0 0 885,7(8)(c) p + e + νe
Λ-Baryon[6] Λ uds 1115,683(6) 0 12+ 0 −1 0 0 2,631(20) · 10−10 p + π oder
n + π0
Σ-Baryon[7] Σ+ uus 1189,37(7) 1 12+ +1 −1 0 0 8,018(26) · 10−11 p + π0 oder

n + π+

Σ-Baryon[8] Σ0 uds 1192,642(24) 1 12+ 0 −1 0 0 7,4(7) · 10−20 Λ + γ
Σ-Baryon[9] Σ dds 1197,449(30) 1 12+ −1 −1 0 0 1,479(11) · 10−10 n + π
Ξ-Baryon[10] Ξ0 uss 1314,86(20) 12 12+ 0 −2 0 0 2,90(9) · 10−10 Λ + π0
Ξ-Baryon[11] Ξ dss 1321,71(7) 12 12+ −1 −2 0 0 1,639(15) · 10−10 Λ + π
Λc-Baryon[12] Λc+ udc 2286,46(14) 0 12+ +1 0 +1 0 2,00(6) · 10−13 siehe Zerfallsmoden Λc+ (PDF; 212 kB)
Σc-Baryon[13] Σc(2455)++ uuc 2454,02(18) 1 12+ +2 0 +1 0 2,95(40) · 10−22(d) Λc+ + π+
Σc-Baryon[13] Σc(2455)+ udc 2452,9(4) 1 12+ +1 0 +1 0 >1,4 · 10−22(d) Λc+ + π0
Σc-Baryon[13] Σc(2455)0 ddc 2453,76(18) 1 12+ 0 0 +1 0 3,0(5) · 10−22(d) Λc+ + π
Ξc-Baryon[14] Ξc+ usc 2467{,}8^{+0{,}4}_{-0{,}6} 12 12+ +1 −1 +1 0 4,42(26) · 10−13 siehe Zerfallsmoden Ξc+ (PDF; 113 kB)
Ξc-Baryon[15] Ξc0 dsc 2470{,}88^{+0{,}34}_{-0{,}80} 12 12+ 0 −1 +1 0 (1{,}12^{+0{,}13}_{-0{,}10}) \cdot 10^{-13} siehe Zerfallsmoden Ξc0 (PDF; 54 kB)
Ξ′c-Baryon[16] Ξ′c+ usc 2575,6(3,1) 12 12+ +1 −1 +1 0 unbekannt Ξc+ + γ (beobachtet)
Ξ′c-Baryon[17] Ξ′c0 dsc 2577,9(2,9) 12 12+ 0 −1 +1 0 unbekannt Ξc0 + γ (beobachtet)
Ωc-Baryon[18] Ωc0 ssc 2695,2(1,7) 0 12+ 0 −2 +1 0 6,9(1,2) · 10−14 siehe Zerfallsmoden Ωc0 (PDF; 92 kB)
Ξcc-Baryon(e) Ξcc++ ucc unbekannt 12 12+ +2 0 +2 0 unbekannt unbekannt
Ξcc-Baryon(f)[19] Ξcc+ dcc 3518,9(0,9)(f) 12 12+ +1 0 +2 0 <3,3 · 10−14(f) Λc+ + K + π+(f) oder
p + D+ + K(f)
Ωcc-Baryon(e) Ωcc+ scc unbekannt 0 12+ +1 −1 +2 0 unbekannt unbekannt
Λb-Baryon[20] Λb0 udb 5620,2(1,6) 0 12+ 0 0 0 −1 1{,}391^{+0{,}038}_{-0{,}037} \cdot 10^{-12} siehe Zerfallsmoden Λb0 (PDF; 80 kB)
Σb-Baryon[21] Σb+ uub 5807,8(2,7) 1 12+ +1 0 0 −1 unbekannt Λb0 + π+
Σb-Baryon(e) Σb0 udb unbekannt 1 12+ 0 0 0 −1 unbekannt unbekannt
Σb-Baryon[21] Σb ddb 5815,2(2,0) 1 12+ −1 0 0 −1 unbekannt Λb0 + π
Ξb-Baryon[22] Ξb0 usb unbekannt 12 12+ 0 −1 0 −1 (1{,}49^{+0{,}19}_{-0{,}18}) \cdot 10^{-12} siehe Zerfallsmoden Ξb (PDF; 46 kB)
Ξb-Baryon[22] Ξb dsb 5790,5(2,7) 12 12+ −1 −1 0 −1 (1{,}56^{+0{,}29}_{-0{,}27}) \cdot 10^{-12} siehe Zerfallsmoden Ξb (PDF; 46 kB)
Ξ′b-Baryon(e) Ξ′b0 usb unbekannt 12 12+ 0 −1 0 −1 unbekannt unbekannt
Ξ′b-Baryon(e) Ξ′b dsb unbekannt 12 12+ −1 −1 0 −1 unbekannt unbekannt
Ωb-Baryon[23] Ωb ssb 6165(23) 0 12+ −1 −2 0 −1 (1{,}13^{+0{,}55}_{-0{,}42}) \cdot 10^{-12} (Ω + J/ψ beobachtet)
Ξcb-Baryon(e) Ξcb+ ucb unbekannt 12 12+ +1 0 +1 −1 unbekannt unbekannt
Ξcb-Baryon(e) Ξcb0 dcb unbekannt 12 12+ 0 0 +1 −1 unbekannt unbekannt
Ξ′cb-Baryon(e) Ξ′cb+ ucb unbekannt 12 12+ +1 0 +1 −1 unbekannt unbekannt
Ξ′cb-Baryon(e) Ξ′cb0 dcb unbekannt 12 12+ 0 0 +1 −1 unbekannt unbekannt
Ωcb-Baryon(e) Ωcb0 scb unbekannt 0 12+ 0 −1 +1 −1 unbekannt unbekannt
Ω′cb-Baryon(e) Ω′cb0 scb unbekannt 0 12+ 0 −1 +1 −1 unbekannt unbekannt
Ωccb-Baryon(e) Ωccb+ ccb unbekannt 0 12+ +1 0 +2 −1 unbekannt unbekannt
Ξbb-Baryon(e) Ξbb0 ubb unbekannt 12 12+ 0 0 0 −2 unbekannt unbekannt
Ξbb-Baryon(e) Ξbb dbb unbekannt 12 12+ −1 0 0 −2 unbekannt unbekannt
Ωbb-Baryon(e) Ωbb sbb unbekannt 0 12+ −1 −1 0 −2 unbekannt unbekannt
Ωcbb-Baryon(e) Ωcbb0 cbb unbekannt 0 12+ 0 0 +1 −2 unbekannt unbekannt
(a) Die Massen von Proton und Neutron sind viel genauer in atomaren Masseneinheiten (u) als in MeV/c2 bekannt. Dies ist durch den relativ ungenau bekannten Wert der Elementarladung bedingt. In atomaren Masseneinheiten ist die Masse des Protons 1,007 276 466 88(13) u und die des Neutrons 1,008 664 915 60(55) u.
(b) Größer als 1035 Jahre. Siehe Protonenzerfall.
(c) Für freie Neutronen. In stabilen Atomkernen gebundene Neutronen sind stabil.
(d) Die PDG gibt die Zerfallsbreite (Γ) an. Die Lebensdauer wurde daraus gemäß τ = ħ/Γ berechnet.
(e) Vom Standardmodell vorhergesagt, aber noch nicht beobachtet.
(f) Experimentelle Evidenz kontrovers.[19]

Baryonen mit JP = 32+[Bearbeiten]

Dekuplett der Baryonen mit JP = 32+ (nur leichte Quarks u, d und s)
Teilchenname Symbol Quark-
Zusammensetzung
Masse (MeV/c2) I JP Q (e) S C B' Lebensdauer (s) Hauptzerfälle
Δ-Baryon[24] Δ(1232)++ uuu 1232(1) 32 32+ +2 0 0 0 5,58(9) · 10−24(g) p + π+
Δ-Baryon[24] Δ(1232)+ uud 1232(1) 32 32+ +1 0 0 0 5,58(9) · 10−24(g) p + π0 oder

n + π+

Δ-Baryon[24] Δ(1232)0 udd 1232(1) 32 32+ 0 0 0 0 5,58(9) · 10−24(g) p + π oder

n + π0

Δ-Baryon[24] Δ(1232) ddd 1232(1) 32 32+ −1 0 0 0 5,58(9) · 10−24(g) n + π
Σ*-Baryon[25] Σ(1385)+ uus 1382,8(0,4) 1 32+ +1 −1 0 0 1,84(4) · 10−23(g) Λ + π+ oder

Σ+ + π0 oder
Σ0 + π+

Σ*-Baryon[25] Σ(1385)0 uds 1383,7(1,0) 1 32+ 0 −1 0 0 1,8(3) · 10−23(g) Λ + π0 oder

Σ+ + π oder
Σ0 + π0

Σ*-Baryon[25] Σ(1385) dds 1387,2(5) 1 32+ −1 −1 0 0 1,67(9) · 10−23(g) Λ + π oder

Σ0 + π oder
Σ + π0

Ξ*-Baryon[26] Ξ(1530)0 uss 1531,80(32) 12 32+ 0 −2 0 0 7,2(4) · 10−23(g) Ξ0 + π0 oder

Ξ + π+

Ξ*-Baryon[26] Ξ(1530) dss 1535,0(6) 12 32+ −1 −2 0 0 (6{,}7^{+1{,}1}_{-1{,}2}) \cdot 10^{-23}(g) Ξ0 + π oder

Ξ + π0

Ω-Baryon[27] Ω sss 1672,45(29) 0 32+ −1 −3 0 0 8,21(11) · 10−11(g) Λ + K oder
Ξ0 + π oder

Ξ + π0

Σc*-Baryon[28] Σc(2520)++ uuc 2518,4(6) 1 32 + +2 0 +1 0 4,4(6) · 10−23(g) Λc+ + π+
Σc*-Baryon[28] Σc(2520)+ udc 2517,5(2,3) 1 32 + +1 0 +1 0 >3,9 · 10−23(g) Λc+ + π0
Σc*-Baryon[28] Σc(2520)0 ddc 2518,0(5) 1 32 + 0 0 +1 0 4,1(5) · 10−23(g) Λc+ + π
Ξc*-Baryon[29] Ξc(2645)+ usc 2645{,}9^{+0{,}5}_{-0{,}6} 12 32 + +1 −1 +1 0 >2,1 · 10−22(g) Ξc+ + π0 (beobachtet)
Ξc*-Baryon[29] Ξc(2645)0 dsc 2645,9(5) 12 32 + 0 −1 +1 0 >1,2 · 10−22(g) Ξc+ + π (beobachtet)
Ωc*-Baryon[30] Ωc(2770)0 ssc 2765,9(1,5) 0 32 + 0 −2 +1 0 unbekannt Ωc0 + γ
Ξcc*-Baryon(h) Ξcc*++ ucc unbekannt 12 32 + +2 0 +2 0 unbekannt unbekannt
Ξcc*-Baryon(h) Ξcc*+ dcc unbekannt 12 32 + +1 0 +2 0 unbekannt unbekannt
Ωcc*-Baryon(h) Ωcc*+ scc unbekannt 0 32 + +1 −1 +2 0 unbekannt unbekannt
Ωccc-Baryon(h) Ωccc++ ccc unbekannt 0 32 + +2 0 +3 0 unbekannt unbekannt
Σb*-Baryon[31] Σb*+ uub 5829,0(3,4) 1 32 + +1 0 0 −1 unbekannt Λb0 + π+
Σb*-Baryon(h) Σb*0 udb unbekannt 1 32 + 0 0 0 −1 unbekannt unbekannt
Σb*-Baryon[31] Σb*− ddb 5836,4(2,8) 1 32 + −1 0 0 −1 unbekannt Λb0 + π
Ξb*-Baryon(h) Ξb*0 usb unbekannt 12 32 + 0 −1 0 −1 unbekannt unbekannt
Ξb*-Baryon(h) Ξb*− dsb unbekannt 12 32 + −1 −1 0 −1 unbekannt unbekannt
Ωb*-Baryon(h) Ωb*− ssb unbekannt 0 32 + −1 −2 0 −1 unbekannt unbekannt
Ξcb*-Baryon(h) Ξcb*+ ucb unbekannt 12 32 + +1 0 +1 −1 unbekannt unbekannt
Ξcb*-Baryon(h) Ξcb*0 dcb unbekannt 12 32 + 0 0 +1 −1 unbekannt unbekannt
Ωcb*-Baryon(h) Ωcb*0 scb unbekannt 0 32 + 0 −1 +1 −1 unbekannt unbekannt
Ωccb*-Baryon(h) Ωccb*+ ccb unbekannt 0 32 + +1 0 +2 −1 unbekannt unbekannt
Ξbb*-Baryon(h) Ξbb*0 ubb unbekannt 12 32 + 0 0 0 −2 unbekannt unbekannt
Ξbb*-Baryon(h) Ξbb*− dbb unbekannt 12 32 + −1 0 0 −2 unbekannt unbekannt
Ωbb*-Baryon(h) Ωbb*− sbb unbekannt 0 32 + −1 −1 0 −2 unbekannt unbekannt
Ωcbb*-Baryon(h) Ωcbb*0 cbb unbekannt 0 32 + 0 0 +1 −2 unbekannt unbekannt
Ωbbb(h) Ωbbb bbb unbekannt 0 32 + −1 0 0 −3 unbekannt unbekannt
(g) Die PDG gibt die Zerfallsbreite (Γ) an. Die Lebensdauer wurde daraus gemäß τ = ħ/Γ berechnet.
(h) Vom Standardmodell vorhergesagt, aber noch nicht beobachtet.

Baryonenresonanzen[Bearbeiten]

Die folgende Tabelle fasst die Namen, die Quantenzahlen (sofern bekannt) und den derzeitigen Status der Baryonen zusammen.[32] Baryonenresonanzen sind kurzlebige Anregungen von Baryonen; ihre Masse steht jeweils in Klammern. Für Resonanzen von N, Δ und Ξ sind die Partialwellen der πN-Streuung mit dem Symbol L_{2I,2J} angegeben, wobei L der Bahndrehimpuls (S, P, D, F usw.) ist. I bezeichnet den Isospin und J ist der Gesamtdrehimpuls. Für Resonanzen von Λ und Σ ist entsprechend die KN-Partialwelle L_{I,2J} angegeben.

Nukleonen Δ-Baryonen Λ-Baryonen Σ-Baryonen Ξ- und Ω-Baryonen Baryonen mit Charm
p P11 **** Δ(1232) P33 **** Λ P01 **** Σ+ P11 **** Ξ0 P11 **** Λc+ ****
n P11 **** Δ(1600) P33 *** Λ(1405) S01 **** Σ0 P11 **** Ξ P11 **** Λc(2595)+ ***
N(1440) P11 **** Δ(1620) S31 **** Λ(1520) D03 **** Σ P11 **** Ξ(1530) P13 **** Λc(2625)+ ***
N(1520) D13 **** Δ(1700) D33 **** Λ(1600) P01 *** Σ(1385) P13 **** Ξ(1620) * Λc(2765)+ *
N(1535) S11 **** Δ(1750) P31 * Λ(1670) S01 **** Σ(1480) * Ξ(1690) *** Λc(2880)+ ***
N(1650) S11 **** Δ(1900) S31 ** Λ(1690) D03 **** Σ(1560) ** Ξ(1820) D13 *** Λc(2940)+ ***
N(1675) D15 **** Δ(1905) F35 **** Λ(1800) S01 *** Σ(1580) D13 * Ξ(1950) ***
N(1680) F15 **** Δ(1910) P31 **** Λ(1810) P01 *** Σ(1620) S11 ** Ξ(2030) *** Σc(2455) ****
N(1700) D13 *** Δ(1920) P33 *** Λ(1820) F05 **** Σ(1660) P11 *** Ξ(2120) * Σc(2520) ***
N(1710) P11 *** Δ(1930) D35 *** Λ(1830) D05 **** Σ(1670) D13 **** Ξ(2250) ** Σc(2800) ***
N(1720) P13 **** Δ(1940) D33 * Λ(1890) P03 **** Σ(1690) ** Ξ(2370) **
N(1900) P13 ** Δ(1950) F37 **** Λ(2000) * Σ(1750) S11 *** Ξ(2500) * Ξc+ ***
N(1990) F17 ** Δ(2000) F35 ** Λ(2020) F07 * Σ(1770) P11 * Ξc0 ***
N(2000) F15 ** Δ(2150) S31 * Λ(2100) G07 **** Σ(1775) D15 **** Ω **** Ξ′c+ ***
N(2080) D13 ** Δ(2200) G37 * Λ(2110) F05 *** Σ(1840) P13 * Ω(2250) *** Ξ′c0 ***
N(2090) S11 * Δ(2300) H39 ** Λ(2325) D03 * Σ(1880) P11 ** Ω(2380) ** Ξc(2645) ***
N(2100) P11 * Δ(2350) D35 * Λ(2350) H09 *** Σ(1915) F15 **** Ω(2470) ** Ξc(2790) ***
N(2190) G17 **** Δ(2390) F37 * Λ(2585) ** Σ(1940) D13 *** Ξc(2815) ***
N(2200) D15 ** Δ(2400) G39 ** Σ(2000) S11 * Ξc(2930) *
N(2220) H19 **** Δ(2420) H3,11 **** Σ(2030) F17 **** Ξc(2980) ***
N(2250) G19 **** Δ(2750) I3,13 ** Σ(2070) F15 * Ξc(3055) **
N(2600) I1,11 *** Δ(2950) K3,15 ** Σ(2080) P13 ** Ξc(3080) ***
N(2700) K1,13 ** Σ(2100) G17 * Ξc(3123) *
Σ(2250) ***
Σ(2455) ** Ωc0 ***
Σ(2620) ** Ωc(2270)0 ***
Σ(3000) *
Σ(3170) * Ξcc+ *
**** Existenz ist sicher, Eigenschaften wenigstens einigermaßen bekannt.
*** Existenz ist fast sicher bis sicher, aber eine weitere Bestätigung ist wünschenswert, und/oder Quantenzahlen, Verzweigungsverhältnisse usw. sind nicht gut bestimmt.
** Evidenz für die Existenz ist nur mittelmäßig (englisch fair).
* Evidenz für die Existenz ist schwach (englisch poor).

Siehe auch[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. K. Nakamura et al. (2010): Particle summary tables – Baryons (PDF; 224 kB)
  2. J.G. Körner et al. (1994)
  3. K. Nakamura et al. (2010): Naming scheme for hadrons (PDF; 62 kB)
  4. K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – p (PDF; 184 kB)
  5. K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – n (PDF; 169 kB)
  6. K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Λ (PDF; 127 kB)
  7. K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σ+ (PDF; 131 kB)
  8. K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σ0 (PDF; 48 kB)
  9. K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σ (PDF; 128 kB)
  10. K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ0 (PDF; 77 kB)
  11. K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ (PDF; 136 kB)
  12. K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Λc (PDF; 212 kB)
  13. a b c K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σc (PDF; 47 kB)
  14. K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξc+ (PDF; 113 kB)
  15. K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξc0 (PDF; 54 kB)
  16. K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ′c+ (PDF; 32 kB)
  17. K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ′c0 (PDF; 29 kB)
  18. K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ωc0 (PDF; 92 kB)
  19. a b K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξcc+ (PDF; 38 kB)
  20. K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Λb (PDF; 80 kB)
  21. a b K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σb (PDF; 33 kB)
  22. a b K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξb (PDF; 46 kB)
  23. K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ωb (PDF; 49 kB)
  24. a b c d K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Δ(1232) (PDF; 71 kB)
  25. a b c K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σ(1385) (PDF; 126 kB)
  26. a b K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξ(1530) (PDF; 97 kB)
  27. K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ω (PDF; 65 kB)
  28. a b c K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σc(2520) (PDF; 42 kB)
  29. a b K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ξc(2645) (PDF; 40 kB)
  30. K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ωc(2770) (PDF; 33 kB)
  31. a b K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Σb* (PDF; 32 kB)
  32. K. Nakamura et al. (2010): Baryon summary table (PDF; 44 kB)