Barión

  Los bariones (del griego βαρύς, barys, “pesado”) son una familia de partículas subatómicas formadas por tres quarks. Los más representativos, por formar el núcleo del átomo, son el neutrón y el protón; pero también existe otro gran número de bariones, aunque éstos son todos inestables. El nombre de barión se debe a que se creyó, cuando fue descubierto, que poseía una masa mayor que otras partículas.

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Clasificación

Los bariones son fermiones afectados por la interacción nuclear fuerte, por lo que están sometidos al principio de exclusión de Pauli y pueden ser descritos mediante la estadística de Fermi-Dirac. Al contrario que los bosones, que no satisfacen el principio de exclusión.

Los bariones pertenecen, junto con los mesones, a la familia de partículas llamadas hadrones, es decir, aquellas compuestas por quarks. Se diferencian de los mesones por estar compuestos por tres quarks, mientras que los últimos están compuestos por un quark y un antiquark, igual que los bosones.

Tipos

Junto al protón y al neutrón, dentro de la familia de los bariones se encuentran también las partículas delta (Δ), lambda (Λ), sigma (Σ), xi (Ξ) y omega (Ω).

Los bariones delta (Δ⁺⁺, Δ⁺, Δ⁰, Δ^-) están compuestos por quarks arriba y abajo, de tal manera que el spin total es 3/2. Se desintegran en un pión y en un protón o un neutrón.

Los bariones lambda (Λ⁰) están compuestos por un quark arriba, uno abajo y un quark extraño, con los quarks arriba y abajo en un estado de spin isotópico 0 (sabor antisimétrico). La observación del lambda neutro supuso la primera evidencia del quark extraño. El barión lambda casi siempre se desintegra en un protón y un pión con carga, o en un neutrón y un pión neutro.

Los bariones sigma (Σ⁺, Σ⁰, Σ^-) están compuestos también por un quark extraño y la combinación de un quark arriba y otro abajo, pero en un estado de spin isotópico 1. El Σ⁰ posee la misma estructura de quarks que el Λ⁰ (arriba, abajo y extraño), por lo que su desintegración es mucho más rápida que el Σ⁺ (arriba, arriba, extraño) y el Σ^- (abajo, abajo, extraño).

Los bariones xi (Ξ⁰, Ξ^-) están compuestos de dos quarks extraños y un quark arriba o abajo. Se desintegran generalmente en un pión y un barión lambda, que a su vez se desintegra como tal. Debido a esta secuencia en cascada de desintegraciones, a Ξ se le llama también partícula en cascada (cascade particle).

El barión omega negativo (Ω^-) está compuesto de tres quarks extraños. Su descubrimiento supuso un gran avance en el estudio de los procesos de los quarks, ya que sólo desde entonces se pudo predecir su masa y su desintegración.

Los bariones compuestos por quarks pesados se cifran añadiendo un subíndice, el cual indica que un quark extraño puede ser sustituido por otro más pesado (Ej.: Λ⁺_c está compuesto por quark encantado, arriba y abajo; en vez de arriba, abajo y extraño).

Materia bariónica

La materia bariónica es aquella en cuya masa predominan los bariones, la cual puede estar formada por átomos de todo tipo, y por tanto, ser casi cualquier tipo de materia. Su contrario es la materia no bariónica, que puede estar formada por neutrinos o electrones libres, o incluso por especies extrañas de materia oscura no bariónica, tales como partículas supersimétricas, axiones o agujeros negros.

La distinción entre materia bariónica y no bariónica resulta de especial importancia en cosmología, ya que la cantidad de materia bariónica presente en el universo primitivo determina en gran medida los modelos de nucleosíntesis producidos en el Big Bang.

La mera existencia de bariones resulta ya un hecho cosmológico significativo, puesto que se presupone que el Big Bang produjo una cantidad igual de bariones y de antibariones. El proceso mediante el cual el número de bariones supera al de sus antipartículas es llamado bariogénesis (análogamente al proceso de leptogénesis, mediante el cual la cantidad de materia formada por leptones supera a su antimateria).

Véase también

• Lista de partículas
• Física de partículas
• Modelo estándar de física de partículas
• Bosón
• Leptón