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:

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. (Beispiel: Die Angabe 1192,642(24) ist gleichbedeutend mit 1192,642 ± 0,024.)

Nomenklatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Baryonen werden mit den Symbolen N, Δ, Λ, Σ, Ξ und Ω bezeichnet, die zusätzlich mit tiefgestellten Kleinbuchstaben c und b 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 938,272 081 3(5 8)(a) 12 12+ +1 0 0 0 stabil(b)
Nukleon / Neutron[5] n udd 939,565 413 3(5 8)(a) 12 12+ 0 0 0 0 880,2(1,0)(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 2467,87(30) 12 12+ +1 −1 +1 0 4,42(26) · 10−13 siehe Zerfallsmoden Ξc+ (PDF; 113 kB)
Ξc-Baryon[15] Ξc0 dsc 2470,87(30) 12 12+ 0 −1 +1 0 siehe Zerfallsmoden Ξc0 (PDF; 54 kB)
Ξ′c-Baryon[16] Ξ′c+ usc 2577,4(1,2) 12 12+ +1 −1 +1 0 ? Ξc+ + γ (beobachtet)
Ξ′c-Baryon[17] Ξ′c0 dsc 2578,8(5) 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 Ξcc++ ucc 3621,4(8) 12 12+ +2 0 +2 0 ? Λc+ + K + π+ + π+ (beobachtet)[19][20]
Ξcc-Baryon(e) Ξcc+ dcc ? 12 12+ +1 0 +2 0 ? ?
Ωcc-Baryon(e) Ωcc+ scc ? 0 12+ +1 −1 +2 0 ? ?
Λb-Baryon[21] Λb0 udb 5619,58(17) 0 12+ 0 0 0 −1 siehe Zerfallsmoden Λb0 (PDF; 80 kB)
Σb-Baryon[22] Σb+ uub 5811,3(1,9) 1 12+ +1 0 0 −1 <10-21 s Λb0 + π+
Σb-Baryon(e) Σb0 udb ? 1 12+ 0 0 0 −1 ? ?
Σb-Baryon[22] Σb ddb 5815,5(1,8) 1 12+ −1 0 0 −1 <10-21 s Λb0 + π
Ξb-Baryon[23] Ξb0 usb 5791,9(1,4) 12 12+ 0 −1 0 −1 siehe Zerfallsmoden Ξb (PDF; 46 kB)
Ξb-Baryon[23] Ξb dsb 5794,5(1,4) 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[24] Ξ′b dsb 5935,02(05) 12 12+ −1 −1 0 −1 ? Ξb0 + π
Ωb-Baryon[25] Ωb ssb 6046,1(1,7) 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 1,007 276 466 879(91) u und die des Neutrons 1,008 664 915 88(49) 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

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[26] Δ(1232)++ uuu 1232(1) 32 32+ +2 0 0 0 5,58(9) · 10−24(g) p + π+
Δ-Baryon[26] Δ(1232)+ uud 1232(1) 32 32+ +1 0 0 0 5,58(9) · 10−24(g) p + π0   oder

n + π+

Δ-Baryon[26] 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[26] Δ(1232) ddd 1232(1) 32 32+ −1 0 0 0 5,58(9) · 10−24(g) n + π
Σ*-Baryon[27] Σ(1385)+ uus 1382,80 ±0,35 1 32+ +1 −1 0 0 1,84(4) · 10−23(g) Λ + π+   oder

Σ+ + π0   oder
Σ0 + π+

Σ*-Baryon[27] 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[27] Σ(1385) dds 1387,2 ±0,5 1 32+ −1 −1 0 0 1,67(9) · 10−23(g) Λ + π   oder

Σ0 + π   oder
Σ + π0

Ξ*-Baryon[28] Ξ(1530)0 uss 1531,80 ±0,32 12 32+ 0 −2 0 0 7,2(4) · 10−23(g) Ξ0 + π0   oder

Ξ + π+

Ξ*-Baryon[28] Ξ(1530) dss 1535,0 ±0,6 12 32+ −1 −2 0 0 (g) Ξ0 + π   oder

Ξ + π0

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

Ξ + π0

Σc*-Baryon[30] Σc(2520)++ uuc 2518,41 ±0,21 1 32 + +2 0 +1 0 4,4(6) · 10−23(g) Λc+ + π+
Σc*-Baryon[30] Σc(2520)+ udc 2517,5 ±2,3 1 32 + +1 0 +1 0 >3,9 · 10−23(g) Λc+ + π0
Σc*-Baryon[30] Σc(2520)0 ddc 2518,48 ±0,20 1 32 + 0 0 +1 0 4,1(5) · 10−23(g) Λc+ + π
Ξc*-Baryon[31] Ξc(2645)+ usc 2645,53 ±0,31 12 32 + +1 −1 +1 0 >2,1 · 10−22(g) Ξc+ + π0 (beobachtet)
Ξc*-Baryon[31] Ξc(2645)0 dsc 2646,32 ±0,31 12 32 + 0 −1 +1 0 >1,2 · 10−22(g) Ξc+ + π (beobachtet)
Ωc*-Baryon[32] Ωc(2770)0 ssc 2765,9 ±2,0 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[33] Σb*+ uub 5832,1 1 32 + +1 0 0 −1 ? Λb0 + π+
Σb*-Baryon(h) Σb*0 udb ? 1 32 + 0 0 0 −1 ? ?
Σb*-Baryon[33] Σb*− ddb 5835,1 1 32 + −1 0 0 −1 ? Λb0 + π
Ξb*-Baryon(h) Ξb*0 usb ? 12 32 + 0 −1 0 −1 ? ?
Ξb*-Baryon[34] Ξb*− dsb 5955,3 12 32 + −1 −1 0 −1 ? Ξb0 + π
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.[35] 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.[36] Die Spin-Parität (sofern bekannt) wird bei jedem Teilchen angegeben .

Nukleonen Δ-Baryonen Λ-Baryonen Σ-Baryonen Ξ- und Ω-
Baryonen
Baryonen
mit Charm
L2I,2J JP L2I,2J JP LI,2J JP LI,2J JP L2I,2J JP JP
p P11 12+ Δ(1232) P33 32+ Λ P01 12+ Σ+ P11 12+ Ξ0 P11 12+ Λc+ 12+
n P11 12+ Δ(1600) P33 32+ Λ(1405) S01 12 Σ0 P11 12+ Ξ P11 12+ Λc(2595)+ 12
N(1440) P11 12+ Δ(1620) S31 12 Λ(1520) D03 32 Σ P11 12+ Ξ(1530) P13 32+ Λc(2625)+ 32
N(1520) D13 32 Δ(1700) D33 32 Λ(1600) P01 12+ Σ(1385) P13 32+ Ξ(1620) Λc(2765)+
N(1535) S11 12 Δ(1750) P31 12+ Λ(1670) S01 12 Σ(1480) Ξ(1690) Λc(2880)+ 52+
N(1650) S11 12 Δ(1900) S31 12 Λ(1690) D03 32 Σ(1560) Ξ(1820) D13 32 Λc(2940)+
N(1675) D15 52 Δ(1905) F35 52+ Λ(1710) 12+ Σ(1580) D13 32 Ξ(1950)
N(1680) F15 52+ Δ(1910) P31 12+ Λ(1800) S01 12 Σ(1620) S11 12 Ξ(2030) Σc(2455) 12+
N(1700) D13 32 Δ(1920) P33 32+ Λ(1810) P01 12+ Σ(1660) P11 12+ Ξ(2120) Σc(2520) 32+
N(1710) P11 12+ Δ(1930) D35 52 Λ(1820) F05 52+ Σ(1670) D13 32 Ξ(2250) Σc(2800)
N(1720) P13 32+ Δ(1940) D33 32 Λ(1830) D05 52 Σ(1690) Ξ(2370)
N(1860) 52+ Δ(1950) F37 72+ Λ(1890) P03 32+ Σ(1730) 32+ Ξ(2500) Ξc+ 12+
N(1875) 32 Δ(2000) F35 52+ Λ(2000) Σ(1750) S11 12 Ξc0 12+
N(1880) 12+ Δ(2150) S31 12 Λ(2020) F07 72+ Σ(1770) P11 12+ Ω 32+ Ξ′c+ 12+
N(1895) 12 Δ(2200) G37 72 Λ(2050) 32 Σ(1775) D15 52 Ω(2250) Ξ′c0 12+
N(1900) P13 32+ Δ(2300) H39 92+ Λ(2100) G07 72 Σ(1840) P13 32+ Ω(2380) Ξc(2645) 32+
N(1990) F17 72+ Δ(2350) D35 52 Λ(2110) F05 52+ Σ(1880) P11 12+ Ω(2470) Ξc(2790) 12
N(2000) F15 52+ Δ(2390) F37 72+ Λ(2325) D03 32 Σ(1900) 12 Ξc(2815) 32
N(2040) 32+ Δ(2400) G39 92 Λ(2350) H09 92+ Σ(1915) F15 52+ Ξc(2930)
N(2060) 52 Δ(2420) H3,11 112+ Λ(2585) Σ(1940) 32+ Ξc(2970)
N(2100) P11 12+ Δ(2750) I3,13 132 Σ(1940) 32 Ξc(3055)
N(2120) 32 Δ(2950) K3,15 152+ Σ(2000) S11 12 Ξc(3080)
N(2190) G17 72 Σ(2030) F17 72+ Ξc(3123)
N(2220) H19 92+ Σ(2070) F15 52+
N(2250) G19 92 Σ(2080) P13 32+ Ωc0 12+
N(2300) 12+ Σ(2100) G17 72 Ωc(2770)0 32+
N(2570) 52 Σ(2250)
N(2600) I1,11 112 Σ(2455) Ξcc+
N(2700) K1,13 132+ Σ(2620)
Σ(3000)
Σ(3170)
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. C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – p (PDF; 184 kB)
  5. C. Patrignani et al. (2017): 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. C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – Ξc+ (PDF; 113 kB)
  15. C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – Ξc0 (PDF; 54 kB)
  16. C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – Ξ′c+ (PDF; 32 kB)
  17. C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – Ξ′c0 (PDF; 29 kB)
  18. K. Nakamura et al. (2010): Particle listings – Ωc0 (PDF; 92 kB)
  19. LHCb-Kollaboration: Observation of the doubly charmed baryon Ξcc++ LHCb-PAPER-2017-018, 6. Juli 2017 – (englisch) – die Autorenliste umfasst etwa 131 Zeilen mit je etwa 6 Autoren
  20. „Xi cc++“: Neues Teilchen entdeckt orf.at, 6. Juli 2017, abgerufen 6. Juli 2017.
  21. C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – Λb (PDF; 174 kB)
  22. a b C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – Σb (PDF; 36 kB)
  23. a b C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – Ξb (PDF; 80 kB)
  24. C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – Ξb′(5935) (PDF; 29 kB)
  25. C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – Ωb (PDF; 49 kB)
  26. a b c d C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – Δ(1232) (PDF; 79 kB)
  27. a b c C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – Σ(1385) (PDF; 98 kB)
  28. a b C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – Ξ(1530) (PDF; 57 kB)
  29. C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – Ω (PDF; 69 kB)
  30. a b c C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – Σc(2520) (PDF; 55 kB)
  31. a b C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – Ξc(2645) (PDF; 38 kB)
  32. C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – Ωc(2770) (PDF; 33 kB)
  33. a b C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – Σb* (PDF; 34 kB)
  34. C. Patrignani et al. (2017): Particle listings – Ξb*(5955) (PDF; 28 kB)
  35. C. Patrignani et al. (2017): Baryon summary table (PDF; 37 kB)
  36. K. Nakamura et al. (2010): Baryon summary table (PDF; 43 kB)