Los bariones son partículas subatómicas formadas por tres quarks. Ellos, junto con los mesones (pares quark-antiquark) se llaman hadrones. Los bariones y los mesones son los únicos estados unidos al quark observados experimentalmente.
Los bariones más abundantes en la naturaleza son los protones y los neutrones, que también son los más ligeros. El único barión que es estable en estado libre es el protón. El neutrón es el menos inestable de todos los demás bariones, con una vida media de aproximadamente 881.5 s. Los neutrones y los protones forman estados unidos llamados núcleos atómicos. Los neutrones son estables cuando se unen dentro de la mayoría de los núcleos naturales. Todos los demás bariones son inestables tanto en estados libres como atados. Otros ejemplos incluyen Lambdas, Sigmas, Xis, Omegas, Deltas, etc. La lista de bariones da una lista más completa.
Cada barión tiene una antipartícula (antibarión) compuesta de anticuarcos correspondientes. Ejemplos son Antiproton y Antineutron.
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Los bariones son fermiones, es decir, tienen un giro de medio entero. El giro de un barión (más correctamente el momento angular total) es el resultado de los giros de los quarks componentes y su momento angular orbital. Los Quarks son partículas de medio giro. Por lo tanto, una colección de tres quarks nunca puede tener un giro entero. Esto significa que los bariones obedecen las estadísticas de Fermi-Dirac y, por lo tanto, el principio de exclusión de Pauli: no pueden existir dos bariones en el mismo estado.
Los bariones tienen cargas que son múltiplos enteros de la carga de electrones. Los Quarks pueden tener cargas de 2/3 (arriba, encanto, arriba) o 1/3 (abajo, extraño, abajo). Por lo tanto, un barión solo puede tener una carga de +2, +1, 0 o -1.
Los bariones se mantienen unidos por una fuerte fuerza entre quarks. La fuerza fuerte actúa entre lo que se conoce como carga de color de los quarks. Hay tres colores para los quarks (rojo, verde, azul) y tres anticolores para los antiquarks (antired, antigreen, antiblue). Una combinación de tres colores / anticolores diferentes (rgb o [math] \ bar r \ bar g \ bar b [/ math]) o de un color y su anticolor ([math] r \ bar r, g \ bar g, b \ bar b [/ math]) se dice que es incoloro. Solo se permiten combinaciones incoloras de quarks en la naturaleza: tres colores diferentes para bariones y color + anticolor para mesones.
Resulta que puede existir una fuerza fuerte incluso entre colecciones incoloras de quarks. Al igual que una distribución de carga eléctrica globalmente neutral, pero no uniforme, puede interactuar electrostáticamente a través de dipolo y de interacciones multipolares de orden superior, los hadrones aún pueden interactuar entre sí por una fuerza fuerte. Sin embargo, las interacciones fuertes hadron-hadron son mucho más débiles que las interacciones quark-quark al igual que las interacciones multipolares electrostáticas de orden superior son más débiles que las interacciones monopolares.
Los bariones también pueden interactuar débilmente (p. Ej., Desintegración de neutrones), electromagnéticamente * y gravitacionalmente (duh).
* Se componen de quarks que tienen carga. Incluso si el barión es eléctricamente neutro, aún puede participar en interacciones multipolares. (Por ejemplo: los neutrones tienen un momento dipolar magnético e interactúan con un campo magnético).