สสารแบริออน

แบริออน (อังกฤษ: Baryon) เป็นตระกูลหนึ่งของอนุภาคย่อยของอะตอมแบบที่เกิดจากควาร์ก 3 ตัว (ซึ่งแตกต่างจาก เมซอน ซึ่งประกอบด้วยควาร์ก 1 ตัวและ 1 ตัว) พวกแบริออนและเมซอนต่างก็เป็นส่วนหนึ่งของตระกูลอนุภาคที่เรียกว่า แฮดรอน ซึ่งเป็นตระกูลอนุภาคที่เกิดจากควาร์ก คำว่า แบริออน มาจากภาษากรีกโบราณว่า βαρύς (แบรีส) มีความหมายว่า "หนัก" เนื่องจากเมื่อครั้งที่ตั้งชื่อนี้นั้น พวกอนุภาคมูลฐานที่รู้จักกันแล้วส่วนใหญ่มีมวลน้อยกว่าพวกแบริออน

เนื่องจากแบริออนประกอบด้วยควาร์ก มันจึงประสพกับอันตรกิริยาอย่างเข้ม ในขณะที่พวกเลปตอน ซึ่งไม่มีส่วนประกอบของควาร์ก ไม่ต้องประสพ พวกแบริออนที่คุ้นเคยมากที่สุดคือ โปรตอน และ นิวตรอน ซึ่งประกอบขึ้นเป็นมวลส่วนใหญ่ของสสารที่มองเห็นได้ในจักรวาล ขณะที่อิเล็กตรอน (ส่วนประกอบหลักอีกอย่างหนึ่งของอะตอม) เป็นเลปตอน

แบริออนแต่ละตัวจะมีคู่ปฏิยานุภาคที่เรียกว่า ปฏิแบริออน ซึ่งควาร์กจะถูกแทนที่ด้วยคู่ตรงข้ามของมันคือ ปฏิควาร์ก ตัวอย่างเช่น โปรตอนประกอบด้วย 2 และ 1 คู่ปฏิยานุภาคของมันคือ ประกอบด้วย 2 อัพปฏิควาร์ก และ 1 ดาวน์ปฏิควาร์ก

จนถึงเร็ว ๆ นี้ ยังคิดกันว่ามีการทดลองบางอย่างที่สามารถแสดงถึงการมีอยู่ของ เพนตาควาร์ก หรือแบริออนประหลาดที่ประกอบด้วยควาร์ก 4 ตัวกับแอนติควาร์ก 1 ตัว ชุมชนนักฟิสิกส์อนุภาคทั้งหมดไม่เคยมองการมีอยู่ของอนุภาคในลักษณะนี้มาก่อนจนกระทั่ง ค.ศ. 2006 แต่ในปี ค.ศ. 2008 มีหลักฐานที่น่าเชื่อถือซึ่งล้มล้างความเชื่อเรื่องการมีอยู่ของเพนตาควาร์ก

สสารของแบริออน

สสารแบริออน คือสสารที่มีองค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นแบริออน (โดยมวล) ซึ่งรวมถึงอะตอมทุกชนิด (นั่นหมายรวมถึงสสารเกือบทั้งหมดที่เราเคยพบหรือเคยรู้จักในชีวิตประจำวัน รวมถึงร่างกายของเราด้วย) ส่วนสสารแบบนอน-แบริออน ก็คือสสารใด ๆ ที่ไม่ได้มีองค์ประกอบพื้นฐานเป็นแบริออน ซึ่งอาจรวมถึงสสารธรรมดาเช่น นิวตริโน หรืออิเล็กตรอนอิสระ และอาจนับรวมถึงสสารมืดแบบนอน-แบริออนที่แปลกประหลาดบางชนิด เช่น อนุภาค supersymmetric, แอ็กเซียน (axion) หรือ หลุมดำ การแยกแยะระหว่างสสารแบริออนกับสสารนอน-แบริออนมีความสำคัญมากในการศึกษาจักรวาลวิทยา เพราะแบบจำลองบิกแบงนิวคลีโอซินทีสิสได้วางเงื่อนไขอันแน่นหนาเอาไว้เกี่ยวกับปริมาณสสารแบริออนที่ปรากฏขึ้นในเอกภพยุคแรก ๆ

จำนวนแบริออนที่มีอยู่ ก็เป็นประเด็นสำคัญอย่างยิ่งในทางจักรวาลวิทยา เพราะเรากำหนดสมมุติฐานว่า บิกแบงได้สร้างสภาวะที่มีแบริออนกับแอนติแบริออนในจำนวนเท่า ๆ กัน กระบวนการที่ทำให้แบริออนมีจำนวนมากกว่าแอนติแบริออน เรียกว่า แบริโอเจเนซิส

อ้างอิง

1. H. Muir (2003)
2. K. Carter (2003)
3. W.-M. Yao et al. (2006) : Particle listings – Θ⁺
4. C. Amsler et al. (2008) : Pentaquarks

• C. Amsler et al. (Particle Data Group) (2008). "Review of Particle Physics". Physics Letters B]. 667 (1): 1–1340.
• H. Garcilazo, J. Vijande, and A. Valcarce (2007). "Faddeev study of heavy-baryon spectroscopy". Journal of Physics G. 34 (5): 961–976. doi:10.1088/0954-3899/34/5/014.{{}}: CS1 maint: multiple names: authors list ()
• K. Carter (2006). "The rise and fall of the pentaquark". Fermilab and SLAC. สืบค้นเมื่อ 2008-05-27.
• W.-M. Yao et al. (Particle Data Group) (2006). "Review of Particle Physics". Journal of Physics G. 33: 1–1232. doi:10.1088/0954-3899/33/1/001.
• D.M. Manley (2005). "Status of baryon spectroscopy". Journal of Physics: Conference Series. 5: 230–237. doi:10.1088/1742-6596/9/1/043.
• H. Muir (2003). "Pentaquark discovery confounds sceptics". New Scientist. สืบค้นเมื่อ 2008-05-27.
• S.S.M. Wong (1998a). "Chapter 2—Nucleon Structure". Introductory Nuclear Physics (2nd ed.). New York (NY): John Wiley & Sons]. pp. 21–56. ISBN .
• S.S.M. Wong (1998b). "Chapter 3—The Deuteron". Introductory Nuclear Physics (2nd ed.). New York (NY): John Wiley & Sons. pp. 57–104. ISBN .
• R. Shankar (1994). Principles of Quantum Mechanics (2nd ed.). New York (NY): Plenum Press. ISBN .
• E. Wigner (1937). "On the Consequences of the Symmetry of the Nuclear Hamiltonian on the Spectroscopy of Nuclei". . 51 (2): 106–119. doi:10.1103/PhysRev.51.106.
• M. Gell-Mann (1964). "A Schematic of Baryons and Mesons". Physics Letters. 8 (3): 214–215. doi:10.1016/S0031-9163(64)92001-3.
• W. Heisenberg (1932). "Über den Bau der Atomkerne I". Zeitschrift für Physik. 77: 1–11. doi:10.1007/BF01342433. (เยอรมัน)
• W. Heisenberg (1932). "Über den Bau der Atomkerne II". Zeitschrift für Physik. 78: 156–164. doi:10.1007/BF01337585. (เยอรมัน)
• W. Heisenberg (1932). "Über den Bau der Atomkerne III". Zeitschrift für Physik. 80: 587–596. doi:10.1007/BF01335696. (เยอรมัน)