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: (Isospin), (Gesamtdrehimpuls), (Parität), (elektrische Ladung), (Baryonenzahl), (Strangeness), (Charm), (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 , , , und 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.

Nomenklatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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

  1. Baryonen mit 3 u- oder d-Quarks heißen N (Isospin 12) oder Δ (Isospin 32).
  2. Baryonen mit 2 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 1 u- oder d-Quark   heißen Ξ (Isospin 12). Verbleibende schwere Quarks werden wiederum mit einem oder zwei Subskripts bezeichnet, z. B. Ξc, Ξcc oder Ξb.
  4. Baryonen mit 0 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 | Quelltext bearbeiten]

Oktett der Baryonen mit JP = 12+
(nur leichte Quarks u, d und s)
Teilchenname Symbol Quarks Masse (MeV/c2) 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 12 12+ +1 −1 +1 0 4,42(26) · 10−13 siehe Zerfallsmoden Ξc+ (PDF; 113 kB)
Ξc-Baryon[15] Ξc0 dsc 12 12+ 0 −1 +1 0 siehe Zerfallsmoden Ξc0 (PDF; 54 kB)
Ξ′c-Baryon[16] Ξ′c+ usc 2575,6(3,1) 12 12+ +1 −1 +1 0 ? Ξc+ + γ (beobachtet)
Ξ′c-Baryon[17] Ξ′c0 dsc 2577,9(2,9) 12 12+ 0 −1 +1 0 ? 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 ? 12 12+ +2 0 +2 0 ? ?
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 ? 0 12+ +1 −1 +2 0 ? ?
Λb-Baryon[20] Λb0 udb 5620,2(1,6) 0 12+ 0 0 0 −1 siehe Zerfallsmoden Λb0 (PDF; 80 kB)
Σb-Baryon[21] Σb+ uub 5807,8(2,7) 1 12+ +1 0 0 −1 ? Λb0 + π+
Σb-Baryon(e) Σb0 udb ? 1 12+ 0 0 0 −1 ? ?
Σb-Baryon[21] Σb ddb 5815,2(2,0) 1 12+ −1 0 0 −1 ? Λb0 + π
Ξb-Baryon[22] Ξb0 usb ? 12 12+ 0 −1 0 −1 siehe Zerfallsmoden Ξb (PDF; 46 kB)
Ξb-Baryon[22] Ξb dsb 5790,5(2,7) 12 12+ −1 −1 0 −1 siehe Zerfallsmoden Ξb (PDF; 46 kB)
Ξ′b-Baryon(e) Ξ′b0 usb ? 12 12+ 0 −1 0 −1 ? ?
Ξ′b-Baryon(e) Ξ′b dsb ? 12 12+ −1 −1 0 −1 ? ?
Ωb-Baryon[23] Ωb ssb 6165(23) 0 12+ −1 −2 0 −1 (Ω + J/ψ beobachtet)
Ξcb-Baryon(e) Ξcb+ ucb ? 12 12+ +1 0 +1 −1 ? ?
Ξcb-Baryon(e) Ξcb0 dcb ? 12 12+ 0 0 +1 −1 ? ?
Ξ′cb-Baryon(e) Ξ′cb+ ucb ? 12 12+ +1 0 +1 −1 ? ?
Ξ′cb-Baryon(e) Ξ′cb0 dcb ? 12 12+ 0 0 +1 −1 ? ?
Ωcb-Baryon(e) Ωcb0 scb ? 0 12+ 0 −1 +1 −1 ? ?
Ω′cb-Baryon(e) Ω′cb0 scb ? 0 12+ 0 −1 +1 −1 ? ?
Ωccb-Baryon(e) Ωccb+ ccb ? 0 12+ +1 0 +2 −1 ? ?
Ξbb-Baryon(e) Ξbb0 ubb ? 12 12+ 0 0 0 −2 ? ?
Ξbb-Baryon(e) Ξbb dbb ? 12 12+ −1 0 0 −2 ? ?
Ωbb-Baryon(e) Ωbb sbb ? 0 12+ −1 −1 0 −2 ? ?
Ωcbb-Baryon(e) Ωcbb0 cbb ? 0 12+ 0 0 +1 −2 ? ?
(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 | Quelltext bearbeiten]

Dekuplett der Baryonen mit JP = 32+
(nur leichte Quarks u, d und s)
Teilchenname Symbol Quarks Masse (MeV/c2) 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 (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 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 ? Ωc0 + γ
Ξcc*-Baryon(h) Ξcc*++ ucc ? 12 32 + +2 0 +2 0 ? ?
Ξcc*-Baryon(h) Ξcc*+ dcc ? 12 32 + +1 0 +2 0 ? ?
Ωcc*-Baryon(h) Ωcc*+ scc ? 0 32 + +1 −1 +2 0 ? ?
Ωccc-Baryon(h) Ωccc++ ccc ? 0 32 + +2 0 +3 0 ? ?
Σb*-Baryon[31] Σb*+ uub 5829,0(3,4) 1 32 + +1 0 0 −1 ? Λb0 + π+
Σb*-Baryon(h) Σb*0 udb ? 1 32 + 0 0 0 −1 ? ?
Σb*-Baryon[31] Σb*− ddb 5836,4(2,8) 1 32 + −1 0 0 −1 ? Λb0 + π
Ξb*-Baryon(h) Ξb*0 usb ? 12 32 + 0 −1 0 −1 ? ?
Ξb*-Baryon(h) Ξb*− dsb ? 12 32 + −1 −1 0 −1 ? ?
Ωb*-Baryon(h) Ωb*− ssb ? 0 32 + −1 −2 0 −1 ? ?
Ξcb*-Baryon(h) Ξcb*+ ucb ? 12 32 + +1 0 +1 −1 ? ?
Ξcb*-Baryon(h) Ξcb*0 dcb ? 12 32 + 0 0 +1 −1 ? ?
Ωcb*-Baryon(h) Ωcb*0 scb ? 0 32 + 0 −1 +1 −1 ? ?
Ωccb*-Baryon(h) Ωccb*+ ccb ? 0 32 + +1 0 +2 −1 ? ?
Ξbb*-Baryon(h) Ξbb*0 ubb ? 12 32 + 0 0 0 −2 ? ?
Ξbb*-Baryon(h) Ξbb*− dbb ? 12 32 + −1 0 0 −2 ? ?
Ωbb*-Baryon(h) Ωbb*− sbb ? 0 32 + −1 −1 0 −2 ? ?
Ωcbb*-Baryon(h) Ωcbb*0 cbb ? 0 32 + 0 0 +1 −2 ? ?
Ωbbb(h) Ωbbb bbb ? 0 32 + −1 0 0 −3 ? ?
(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 | Quelltext 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 angegeben, wobei der Bahndrehimpuls (S, P, D, F usw.) ist. bezeichnet den Isospin und ist der Gesamtdrehimpuls. Für Resonanzen von Λ und Σ ist entsprechend die KN-Partialwelle 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 | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext 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)