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重子與介子都屬於強子,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」是來自希臘語中的「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團隊宣佈,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,它們也會參與強相互作用。相對而言,不是由夸克所組成的輕子就不會參與強相互作用了。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質,然而另一個主要組成原子的粒子,也就是電子,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

編輯

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,並有着正的宇稱[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鮑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(魅夸克)、b(底夸克)、Q電荷)、B重子數)、 S奇異數)、C魅數)、B′底數)以及多種亞原子粒子。

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,有着記號的粒子表示該粒子被標準模型所預測,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

編輯
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
魅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http://pdg.lbl.gov/2013/listings/rpp2013-list-lambdac-plus.pdf (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館
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http://pdg.lbl.gov/2013/listings/rpp2013-list-lambdab-zero.pdf (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館
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
魅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+
魅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
魅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
魅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http://pdg.lbl.gov/2013/listings/rpp2013-list-xic-plus.pdf (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館
魅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 (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館
魅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)
魅Ξ'[23]
Ξ′0
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)
雙魅Ξ[e]
Ξ++
cc

u

c

c
未知 1/2 1/2+ +2 0 +2 0 未知 未知
雙魅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http://pdg.lbl.gov/2013/listings/rpp2013-list-xib-zero-xib-minus.pdf (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館
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http://pdg.lbl.gov/2013/listings/rpp2013-list-xib-zero-xib-minus.pdf (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館
底Ξ'
Ξ′0
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
魅底Ξ
Ξ+
cb

u

c

b
未知 1/2 1/2+ +1 0 +1 −1 未知 未知
魅底Ξ
Ξ0
cb

d

c

b
未知 1/2 1/2+ 0 0 +1 −1 未知 未知
魅底Ξ'
Ξ′+
cb

u

c

b
未知 1/2 1/2+ +1 0 +1 −1 未知 未知
魅底Ξ'
Ξ′0
cb

d

c

b
未知 1/2 1/2+ 0 0 +1 −1 未知 未知
魅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http://pdg.lbl.gov/2013/listings/rpp2013-list-omegac-zero.pdf (頁面存檔備份,存於互聯網檔案館
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)
雙魅Ω
Ω+
cc

s

c

c
未知 0 1/2+ +1 −1 +2 0 未知 未知
魅底Ω
Ω0
cb

s

c

b
未知 0 1/2+ 0 −1 +1 −1 未知 未知
魅底Ω'
Ω′0
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
雙魅底Ω
Ω+
ccb

c

c

b
未知 0 1/2+ +1 0 +2 −1 未知 未知
魅雙底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質量單位表示比以MeV/c2表示具有更高的精確度,因為人們對基本電荷值的量測仍不是很精確。當以原子質量單位表示時,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

編輯
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]
Σ∗0
(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

魅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+
魅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
魅Σ[30]
Σ∗0
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]
Σ∗0
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]
Ξ∗0
(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

魅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)
魅Ξ[33]
Ξ∗0
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)
雙魅Ξ
Ξ∗++
cc

u

c

c
未知 1/2 3/2 + +2 0 +2 0 未知 未知
雙魅Ξ
Ξ∗+
cc

d

c

c
未知 1/2 3/2 + +1 0 +2 0 未知 未知
底Ξ[34]
Ξ∗0
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
Ξ∗0
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
魅底Ξ
Ξ∗+
cb

u

c

b
未知 1/2 3/2 + +1 0 +1 −1 未知 未知
魅底Ξ
Ξ∗0
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

魅Ω[36]
Ω∗0
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
雙魅Ω
Ω∗+
cc

s

c

c
未知 0 3/2 + +1 −1 +2 0 未知 未知
魅底Ω
Ω∗0
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
三魅Ω
Ω++
ccc

c

c

c
未知 0 3/2 + +2 0 +3 0 未知 未知
雙魅底Ω
Ω∗+
ccb

c

c

b
未知 0 3/2 + +1 0 +2 −1 未知 未知
魅雙底Ω
Ω∗0
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

編輯

本列表給出了已被粒子數據組英語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,有着較短的半衰期和較高的質量。儘管有着大量的研究,人們仍舊對重子激發譜的基礎自由度有着極薄弱的了解[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 魅粒子 底粒子
p 12+ **** Δ(1232) 32+ **** Λ 12+ **** Σ+ 12+ **** Ξ0 12+ ****
Λ+
c
12+ ****
Λ0
b
12+ ***
n 12+ **** Δ(1600) 32+ **** Λ(1405) 12 **** Σ0 12+ **** Ξ 12+ **** Λc(2595)+ 12 *** Λb(5912)0 12 ***
N(1440) 12+ **** Δ(1620) 12 **** Λ(1520) 32 **** Σ 12+ **** Ξ(1530) 32+ **** Λc(2625)+ 32 *** Λb(5920)0 32 ***
N(1520) 32 **** Δ(1700) 32 **** Λ(1600) 12+ *** Σ(1385) 32+ **** Ξ(1620) * Λc(2765)+ * Σb 12+ ***
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)0 32+ ***
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+ * Ω 32+ ****
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)0 32+ ***
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

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參考文獻

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引用

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來源

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延伸閱讀

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外部連結

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