重粒子の一覧

重粒子は 3 つのクォークからなる複合粒子であり、中間子は 1 つのクォークと 1 つの反クォークからなる複合粒子である。重粒子と中間子はどちらもハドロンであり、クォークのみ、またはクォークと反クォークの両方からなる粒子である。重粒子という用語は、ギリシャ語の「βαρύς」 ( barys )に由来し、「重い」を意味する。これは、命名当時、重粒子は物質として分類される他の粒子よりも質量が大きいことが特徴であると信じられていたためである。

数年前までは、いくつかの実験でペンタクォーク（4つのクォークと1つの反クォークからなる重粒子）の存在が示されたと信じられていました。 ^[1]^[2] 2006年以前は、素粒子物理学コミュニティ全体ではペンタクォークの存在はありそうにありませんでした。 ^[3] 2015年7月13日、CERNのLHCbコラボレーションは、ボトムラムダ重粒子（Λ⁰
_ビット）。^[4]

重粒子はクォークで構成されているため、強い相互作用に関与します。一方、レプトンはクォークで構成されていないため、強い相互作用には関与しません。最もよく知られている重粒子は陽子と中性子であり、これらは宇宙の可視物質の質量の大部分を占めています。一方、原子のもう 1 つの主要構成要素である電子はレプトンです。各重粒子には、反重粒子と呼ばれる対応する反粒子があり、反重粒子ではクォークが対応する反クォークに置き換えられています。たとえば、陽子は 2 つのアップクォークと 1 つのダウンクォークで構成されていますが、対応する反粒子である反陽子は2 つのアップ反クォークと 1 つのダウン反クォークで構成されています。

重粒子の特性

これらのリストには、全角運動量J = ⁠における既知および予測されるすべての重粒子の詳細が記載されています。1/2⁠そしてJ = ⁠3/2⁠正パリティ構成。^[5]

1種類のクォーク（uuu、ddd、...）で構成される重粒子は、J = ⁠に存在できます。3/2⁠構成ですが、J = ⁠1/2⁠ はパウリの排他原理によって禁止されています。
2種類のクォーク（uud、uus、...）で構成されるバリオンは、J = ⁠の両方に存在することができます。1/2⁠そしてJ = ⁠3/2⁠構成。
3種類のクォーク（uds、udc、...）で構成されるバリオンは、J = ⁠の両方に存在することができます。1/2⁠そしてJ = ⁠3/2⁠構成。2つのJ = ⁠1/2これらの重粒子には⁠構成が可能です。

これらのリストに出てくる記号は、I (アイソスピン)、J (全角運動量)、P (パリティ)、u (アップクォーク)、d (ダウンクォーク)、s (ストレンジクォーク)、c (チャームクォーク)、b (ボトムクォーク)、Q (電荷)、B (重粒子数)、S (ストレンジネス)、C (チャーム)、B ′ (ボトムネス)、およびさまざまな亜原子粒子 (マウスオーバーで名前を表示) です。(これらの記号の詳細な説明については、重粒子を参照してください。 )

反重粒子は表には記載されていないが、すべてのクォークが反クォークに変わるだけで、Q、B、S、C、B ′は反対の符号を持つ。名前の横に^{†が付いている粒子は}標準モデルで予測されているがまだ観測されていない。括弧内の値は実験で確定されていないが、クォークモデルで予測されており、測定値と一致している。^[6]^[7]

J^ポ=⁠1/2⁠⁺重粒子

^†^ 粒子はまだ観測されていません。

^[a] ^陽子と中性子の質量は、MeV / c ²よりもダルトン（Da）で表した方がはるかに高い精度で知られています。原子質量単位では、陽子の質量は1.007 276 466 5789 (83) Da ‍ [^28]一方、中性子のそれは1.008 664 916 06 (40) Da。^[29]

^[b] ^ 少なくとも10〜³⁵年。陽子崩壊を参照。

^[c] ^自由中性子の場合。ほとんどの一般的な原子核では、中性子は安定しています。

^[d] ^ PDGは共鳴幅（Γ）を報告する。ここで、変換τ = ⁠ħ/Γ代わりに⁠ が与えられます。

^[e] ^ 他の実験データに反する、物議を醸す発見の主張がある。^[30]

J^ポ=⁠3/2⁠⁺重粒子

^†^ 粒子はまだ観測されていません。

^[h] ^ PDGは共鳴幅（Γ）を報告する。ここで、変換τ = ⁠ħ/Γ代わりに⁠ が与えられます。

重粒子共鳴粒子

この表は、 PDGによって確認された重粒子共鳴の名前、量子数（わかっている場合）、実験的ステータスを示しています。^[41]重粒子共鳴粒子は、半減期が短く質量が大きい励起重粒子状態です。重要な研究にもかかわらず、重粒子励起スペクトルの背後にある基本的な自由度はまだ十分に理解されていません。^[42]スピンパリティJ ^P（わかっている場合）は各粒子とともに与えられます。強く崩壊する粒子の場合、すべての共鳴の質量と同様に、 J ^P値は名前の一部と見なされます。

参照

参考文献

^ H. ミューア (2003)
^ K. カーター (2003)
^ W.-M. Yao他(2006): 粒子リスト – 正のシータ
^ R. Aaij他(2015)
^ グリフィス、デイビッド・J.（2008）、素粒子入門（第2版改訂）、WILEY-VCH、pp.181-188、ISBN 978-3-527-40601-2
^ PA Zylaら。 (2020): 粒子概要表 – バリオン
^ JG Körner他(1994)
^ PA Zyla et al. (2020): 粒子リスト – p+
^ PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – n0
^ PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Λ
^ PA Zyla et al. (2020): 粒子リスト – Λc
^ PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Λb
^ PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Σ+
^ PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Σ0
^ PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Σ−
^ abc PA Zyla et al. (2020): 粒子リスト – Σc(2455)
^ ab PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Σb
^ PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ0
^ PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ−
^ PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ+c
^ PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ0c
^ PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ′+c
^ PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ'0c
^ PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ++cc
^ ab PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξb
^ PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ω0c
^ PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ω−b
^ 「2022 CODATA値：陽子質量（u）」。定数、単位、不確実性に関するNISTリファレンス。NIST。2024年5月。 2024年5月18日閲覧。
^ 「2022 CODATA値：u単位の中性子質量」。定数、単位、不確実性に関するNISTリファレンス。NIST。2024年5月。 2024年5月18日閲覧。
^ J.ベリンジャーら。 (2012): 粒子リスト – Ξ+cc
^ abcd PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Δ(1232)
^ abc PA Zyla et al . (2020): 粒子リスト – Σ(1385)
^ abc PA Zyla et al . (2020): 粒子リスト – Σc(2520)
^ ab PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Σ∗b
^ ab PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ(1530)
^ ab PA Zyla et al . (2020): 粒子リスト – Ξc(2645)
^ PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ0b(5945)
^ PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ0b(5955)
^ J.ベリンジャーら。 (2012): 粒子リスト - Ω−
^ J. Beringer et al . (2012): 粒子リスト – Ω0c(2770)
^ C. Patrignani et al . ( Particle Data Group ) (2018). 「Baryon Summary Table」(PDF) . Chin. Phys. C. 40 : 100001. 2018年9月27日閲覧。
^ Crede, Volker; Roberts, Winston (2013). 「バリオン共鳴の理解に向けた進歩」. Rep. Prog. Phys . 76 (7): 076301. arXiv : 1302.7299 . Bibcode :2013RPPh...76g6301C. doi :10.1088/0034-4885/76/7/076301. PMID 23787948. S2CID 24922824.

文献

R. Aaij et al. ( LHCb コラボレーション) (2015)。「Λにおけるペンタクォーク状態と一致するJ/ψp共鳴の観察」⁰
_ビット→J/ψK⁻
p崩壊"。Physical Review Letters . 115 (7): 072001. arXiv : 1507.03414 . Bibcode :2015PhRvL.115g2001A. doi :10.1103/PhysRevLett.115.072001. PMID 26317714. S2CID 119204136.
J. Beringer他( Particle Data Group ) (2012). 「Review of Particle Physics」. Physical Review D . 86 (1): 010001. Bibcode :2012PhRvD..86a0001B. doi : 10.1103/PhysRevD.86.010001 . hdl : 10481/34377 .
K. Nakamura et al. ( Particle Data Group ) (2010). 「Review of Particle Physics」. Journal of Physics G. 37 ( 7A): 075021. Bibcode :2010JPhG...37g5021N. doi : 10.1088/0954-3899/37/7A/075021 . hdl : 10481/34593 .
C. Amsler他( Particle Data Group ) (2008). 「Review of Particle Physics」(PDF) . Physics Letters B . 667 (1): 1–1340. Bibcode :2008PhLB..667....1A. doi :10.1016/j.physletb.2008.07.018. hdl : 1854/LU-685594 . S2CID 227119789.
VM Abazov他( DØ コラボレーション) (2008)。「二重ストレンジ b バリオン Ω−b の観測」(PDF)。Fermilab-Pub-08/335-E。
K. Carter (2006)。「ペンタクォークの興隆と衰退」。Symmetry Magazine。Fermilab / SLAC。2007-07-08にオリジナルからアーカイブ。2008-05-27に取得。
W.-M. Yao他(粒子データグループ) (2006). 「粒子物理学のレビュー」. Journal of Physics G. 33 ( 1): 1–1232. arXiv : astro-ph/0601168 . Bibcode :2006JPhG...33....1Y. doi : 10.1088/0954-3899/33/1/001 .
H. Muir (2003) 「ペンタクォークの発見は懐疑論者を困惑させる」New Scientist 。2008 年 5 月 27 日閲覧。
JG Körner; M. Krämer & D. Pirjol (1994). 「重いバリオン」.粒子・核物理学の進歩. 33 : 787–868. arXiv : hep-ph/9406359 . Bibcode :1994PrPNP..33..787K. doi :10.1016/0146-6410(94)90053-1. S2CID 118931787.

さらに読む

H. Garcilazo; J. Vijande & A. Valcarce (2007). 「Faddeev による重粒子分光法の研究」Journal of Physics G. 34 ( 5): 961–976. arXiv : hep-ph/0703257 . doi :10.1088/0954-3899/34/5/014. S2CID 15445714.
S. Robbins (2006)。「物理学粒子概要 - バリオン」。Journey Through the Galaxy。2008-02-28にオリジナルからアーカイブ。2008-04-20に取得。
DM Manley (2005). 「バリオン分光法の現状」. Journal of Physics: Conference Series . 5 (1): 230–237. Bibcode :2005JPhCS...9..230M. doi : 10.1088/1742-6596/9/1/043 .
SSM Wong (1998)。『原子核物理学入門（第2版）』。ニューヨーク（NY）：John Wiley & Sons。ISBN 978-0-471-23973-4。
R.シャンカール (1994)。量子力学の原理(第 2 版)。ニューヨーク (NY):プレナムプレス。ISBN 978-0-306-44790-7。
E. Wigner (1937). 「核ハミルトニアンの対称性が核の分光学に与える影響について」. Physical Review . 51 (2): 106–119. Bibcode :1937PhRv...51..106W. doi :10.1103/PhysRev.51.106.
M. Gell-Mann (1964). 「バリオンとメソンの概略図」. Physics Letters . 8 (3): 214–215. Bibcode :1964PhL.....8..214G. doi :10.1016/S0031-9163(64)92001-3.
W. ハイゼンベルク (1932)。「ユーバー・デン・バウ・デア・アトムケルネI」。Zeitschrift für Physik (ドイツ語)。77 (1-2): 1-11。Bibcode :1932ZPhy...77....1H。土井：10.1007/BF01342433。S2CID 186218053。
W. ハイゼンベルク (1932)。「ユーバー・デン・バウ・デア・アトムケルンⅡ」。Zeitschrift für Physik (ドイツ語)。78 (3-4): 156-164。Bibcode :1932ZPhy...78..156H。土井：10.1007/BF01337585。S2CID 186221789。
W. ハイゼンベルク (1932)。「ユーバー・デン・バウ・デア・アトムケルネIII」。Zeitschrift für Physik (ドイツ語)。80 (9–10): 587–596。Bibcode :1933ZPhy...80..587H。土井：10.1007/BF01335696。S2CID 126422047。

外部リンク

粒子データグループ：粒子物理学レビュー; – バリオン概要表
ジョージア州立大学 – ハイパーフィジックス
バリオンを思考可能に、物理的特性を比較できるインタラクティブな視覚化

[1] H. ミューア (2003)

[2] K. カーター (2003)

[PDGPentaquarks2006-3] W.-M. Yao他(2006): 粒子リスト – 正のシータ

[LHCb2015-4] R. Aaij他(2015)

[Griffiths2008-5] グリフィス、デイビッド・J.（2008）、素粒子入門（第2版改訂）、WILEY-VCH、pp.181-188、ISBN 978-3-527-40601-2

[6] PA Zylaら。 (2020): 粒子概要表 – バリオン

[7] JG Körner他(1994)

[PDGProton-8] PA Zyla et al. (2020): 粒子リスト – p+

[PDGNeutron-9] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – n0

[10] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Λ

[PDGCharmedLamdba-11] PA Zyla et al. (2020): 粒子リスト – Λc

[PDGBottomLambda0-12] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Λb

[PDGSigma+-13] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Σ+

[PDGSigma0-14] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Σ0

[PDGSigma--15] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Σ−

[PDGCharmedSigma-16] PA Zyla et al. (2020): 粒子リスト – Σc(2455)

[BottomSigma-17] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Σb

[PDGXi0-18] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ0

[PDGXi--19] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ−

[PDGCharmedXi+-20] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ+c

[PDGCharmedXi0-21] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ0c

[PDGCharmedXiPrime+-22] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ′+c

[PDGCharmedXiPrime0-23] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ'0c

[PDGDoubleCharmedXi++-24] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ++cc

[PDGBottomXi-25] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξb

[PDGCharmedOmega0-26] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ω0c

[PDGBottomOmega--27] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ω−b

[physconst-mpDa-28] 「2022 CODATA値：陽子質量（u）」。定数、単位、不確実性に関するNISTリファレンス。NIST。2024年5月。 2024年5月18日閲覧。

[physconst-mnDa-29] 「2022 CODATA値：u単位の中性子質量」。定数、単位、不確実性に関するNISTリファレンス。NIST。2024年5月。 2024年5月18日閲覧。

[PDGDoubleCharmedXi+-30] J.ベリンジャーら。 (2012): 粒子リスト – Ξ+cc

[PDGDelta-31] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Δ(1232)

[PDGSigma*-32] PA Zyla et al . (2020): 粒子リスト – Σ(1385)

[PDGCharmedSigma*-33] PA Zyla et al . (2020): 粒子リスト – Σc(2520)

[BottomSigma*-34] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Σ∗b

[PDGXi*-35] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ(1530)

[PDGCharmedXi*-36] PA Zyla et al . (2020): 粒子リスト – Ξc(2645)

[PDGBottomXi*0-37] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ0b(5945)

[PDGBottomXi*--38] PA Zylaら。 (2020): 粒子リスト – Ξ0b(5955)

[PDGOmega--39] J.ベリンジャーら。 (2012): 粒子リスト - Ω−

[PDGCharmedOmega*0-40] J. Beringer et al . (2012): 粒子リスト – Ω0c(2770)

[41] C. Patrignani et al . ( Particle Data Group ) (2018). 「Baryon Summary Table」(PDF) . Chin. Phys. C. 40 : 100001. 2018年9月27日閲覧。

[42] Crede, Volker; Roberts, Winston (2013). 「バリオン共鳴の理解に向けた進歩」. Rep. Prog. Phys . 76 (7): 076301. arXiv : 1302.7299 . Bibcode :2013RPPh...76g6301C. doi :10.1088/0034-4885/76/7/076301. PMID 23787948. S2CID 24922824.