重子列表

重子列表

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。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“”,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。

物質介紹

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。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。

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。2015年7月13日,歐洲核子研究組織的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。

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和中子,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

本列表列出了所有已知與被預測的重子,其角動量為 J=12及 J=32,並有著正的宇稱值。

•只含有一種夸克的重子(例如 uuu 和 ddd)可以存在J=32的組態,然而J=12是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=12及J=32的組態。

•含有三種夸克的重子(例如 uds 和 udc)可以存在J=12及J=32的組態。這類型的重子可以具有二種J=12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,表示坐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(重子數)、 S(奇異數)、 C(粲數)、 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 Q、 B、 S、 C、 B′等數值變號。在本表格中,有著記號的粒子表示該粒子被標準模型所預測,然而尚未被觀測到。橙色的數值表示實驗上尚未被完全確定,但其實驗結果吻合夸克模型之預測。

J=12重子

J=12重子
粒子名稱符號夸克組成靜止質量 (MeV/c)IJQ(e)SCB'平均生命期(秒)通常衰變至
核子/質子p/p+
/N+
uud938.272046(21)1212+1000穩定未被觀測
核子/中子n/n0
/N0
udd939.565379(21)121200008.800±0.009×10p+
+e−

e
Λ粒子Λ0uds1,115.683±0.0060120−1002.632±0.020×10p+
+π−

n0
+π0
粲ΛΛ+
c
udc2,286.46±0.14012+10+102.00±0.06×10參見Λ+
c的衰變模式
底ΛΛ0
b
udb5,619.4±0.6012000−11.429±0.024×10參見Λ0
b的衰變模式
Σ粒子Σ+uus1,189.37±0.07112+1−1008.018±0.026×10p+
+π0

n0
+π+
Σ粒子Σ0uds1,192.642±0.0241120−1007.4±0.7×10Λ0
Σ粒子Σ−dds1,197.449±0.030112−1−1001.479±0.011×10n0
+π−
粲ΣΣ++
c
uuc2,453.98±0.16112+20+102.91±0.32×10Λ+
c+π+
粲ΣΣ+
c
udc2,452.9±0.4112+10+10>1.43×10Λ+
c+π0
粲ΣΣ0
c
ddc2,453.74±0.1611200+103.05±0.37×10Λ+
c+π−
底ΣΣ+
b
uub5,811.3+0.9
−0.8±1.7
112+100−16.8+2.7
−3.5×10
Λ0
b+π+
底ΣΣ0
b
udb未知112000−1未知未知
底ΣΣ−
b
ddb5,815.5+0.6
−0.5±1.7
112−100−11.34+0.87
−1.15×10
Λ0
b+π−
Ξ粒子Ξ0uss1,314.86±0.2012120−2002.90±0.09×10Λ0
+π0
Ξ粒子Ξ−dss1,321.71±0.071212−1−2001.639±0.015×10Λ0
+π−
粲ΞΞ+
c
usc2,467.8+0.4
−0.6
1212+1−1+104.42±0.26×10參見Ξ+
c的衰變模式
粲ΞΞ0
c
dsc2,470.88+0.34
−0.80
12120−1+101.12+0.13
−0.10×10
參見Ξ0
c的衰變模式
粲Ξ'Ξ′+
c
usc2,575.6±3.11212+1−1+10未知Ξ+
c+γ(已被觀測)
粲Ξ'Ξ′0
c
dsc2,577.9±2.912120−1+10未知Ξ0
c+γ(已被觀測)
雙粲ΞΞ++
cc
ucc未知1212+20+20未知未知
雙粲ΞΞ+
cc
dcc3,518.9±0.91212+10+20<3.3×10Λ+
c+K−
+π+

p+
+D+
+K−
底Ξ
(又稱級聯B)
Ξ0
b
usb5,787.8±5.0±1.312120−10−1未知參見Ξ
b的衰變模式
底Ξ
(又稱級聯B)
Ξ−
b
dsb5,791.1±2.21212−1−10−1(1.56+0.27
−0.25±0.02)×10
參見Ξ
b的衰變模式
底Ξ'Ξ′0
b
usb未知12120−10−1未知未知
底Ξ'Ξ′−
b
dsb未知1212−1−10−1未知未知
雙底ΞΞ0
bb
ubb未知1212000−2未知未知
雙底ΞΞ−
bb
dbb未知1212−100−2未知未知
粲底ΞΞ+
cb
ucb未知1212+10+1−1未知未知
粲底ΞΞ0
cb
dcb未知121200+1−1未知未知
粲底Ξ'Ξ′+
cb
ucb未知1212+10+1−1未知未知
粲底Ξ'Ξ′0
cb
dcb未知121200+1−1未知未知
粲ΩΩ0
c
ssc2,695.2±1.70120−2+106.9±1.2×10參見Ω0
c的衰變模式
底ΩΩ−
b
ssb6,071±40012−1−20−1(1.13+0.55
−0.42±0.02)×10
(Ω−
+J/ψ已被觀測到)
雙粲ΩΩ+
cc
scc未知012+1−1+20未知未知
粲底ΩΩ0
cb
scb未知0120−1+1−1未知未知
粲底Ω'Ω′0
cb
scb未知0120−1+1−1未知未知
雙底ΩΩ−
bb
sbb未知012−1−10−2未知未知
雙粲底ΩΩ+
ccb
ccb未知012+10+2−1未知未知
粲雙底ΩΩ0
cbb
cbb未知01200+1−2未知未知


^未被觀測到的粒子。

^質子與中子的質量以原子質量單位表示比以MeV/c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。

^至少10年,參見質子衰變。
^對於自由中子而言。在一般的原子核中,中子是穩定的。
^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=ħΓ轉換求得。
^該數據有部分爭議。

J=32重子

J=32重子
粒子名稱符號夸克組成靜止質量 (MeV/c)IJQ(e)SCB'平均生命期(秒)通常衰變至
Δ粒子Δ++
(1232)
uuu1,232±23232+20005.63±0.14×10p+
+π+
Δ粒子Δ+
(1232)
uud1,232±23232+10005.63±0.14×10π+
+n0

π0
+p+
Δ粒子Δ0
(1232)
udd1,232±2323200005.63±0.14×10π0
+n0

π−
+p+
Δ粒子Δ−
(1232)
ddd1,232±23232−10005.63±0.14×10π−
+n0
Σ粒子Σ∗+
(1385)
uus1,382.8±0.4132+1−1001.839±0.0041×10Λ0
+π+

Σ+
+π0

Σ0
+π+
Σ粒子Σ∗0
(1385)
uds1,383.7±1.01320−1001.83±0.25×10Λ0
+π0

Σ+
+π−

Σ0
+π0
Σ粒子Σ∗−
(1385)
dds1,387.2±0.5132−1−1001.671±0.089×10Λ0
+π−

Σ0
+π−

Σ−
+π0
粲ΣΣ∗++
c(2520)
uuc2,517.9±0.6132+20+104.42±0.44×10Λ+
c+π+
粲ΣΣ∗+
c(2520)
udc2,517.5±2.3132+10+10>3.87×10Λ+
c+π0
粲ΣΣ∗0
c(2520)
ddc2,518.8±0.613200+104.54±0.47×10Λ+
c+π−
底ΣΣ∗+
b
uub5,832.1±0.7+1.7
−1.8
132+100−15.7±1.8×10Λ0
b+π+
底ΣΣ∗0
b
udb未知132000−1未知未知
底ΣΣ∗−
b
ddb5,835.1±0.6+1.7
−1.8
132−100−18.8+3.7
−3.6×10
Λ0
b+π−
Ξ粒子Ξ∗0
(1530)
uss1,531.80±0.3212320−2007.23±0.40×10Ξ0
+π0

Ξ−
+π+
Ξ粒子Ξ∗−
(1530)
dss1,535.0±0.61232−1−2006.6+1.3
−1.1×10
Ξ0
+π−

Ξ−
+π0
粲ΞΞ∗+
c(2645)
usc2,645.9+0.5
−0.6
1232+1−1+10>2.1×10Ξ+
c+π0
(已被觀測)
粲ΞΞ∗0
c(2645)
dsc2,645.9±0.512320−1+10>1.2×10Ξ+
c+π−
(已被觀測)
雙粲ΞΞ∗++
cc
ucc未知1232+20+20未知未知
雙粲ΞΞ∗+
cc
dcc未知1232+10+20未知未知
底ΞΞ∗0
b
usb5,945.5±0.8±2.212320−10−13.1±2.5×10Ξ−
b+π+
(已被觀測)
底ΞΞ∗−
b
dsb未知1232−1−10−1未知未知
雙底ΞΞ∗0
bb
ubb未知1232000−2未知未知
雙底ΞΞ∗−
bb
dbb未知1232−100−2未知未知
粲底ΞΞ∗+
cb
ucb未知1232+10+1−1未知未知
粲底ΞΞ∗0
cb
dcb未知123200+1−1未知未知
Ω粒子Ω−sss1,672.45±0.29032−1−3008.21±0.11×10Λ0
+K−

Ξ0
+π−

Ξ−
+π0
粲ΩΩ∗0
c(2770)
ssc2,765.9±2.00320−2+10未知Ω0
c+γ
底ΩΩ∗−
b
ssb未知032−1>−20−1未知未知
雙粲ΩΩ∗+
cc
scc未知032+1−1+20未知未知
粲底ΩΩ∗0
cb
scb未知0320−1+1−1未知未知
雙底ΩΩ∗−
bb
sbb未知032−1−10−2未知未知
三粲ΩΩ++
ccc
ccc未知032+20+30未知未知
雙粲底ΩΩ∗+
ccb
ccb未知032+10+2−1未知未知
粲雙底ΩΩ∗0
cbb
cbb未知03200+1−2未知未知
三底ΩΩ−
bbb
bbb未知032−100−3未知未知

^未被觀測到的粒子。

^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=ħΓ轉換求得。

重子共振粒子

本列表給出了已被粒子數據組所確認的重子共振粒子名稱、已知量子數與實驗狀態。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。每個粒子的已知自旋-宇稱值J在下表亦有列出。對於強衰變粒子,J值被視為其名稱的一部分,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
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