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Die '''Baryonenzahl''' <math>B\!\,</math> der [[Teilchenphysik]], eine [[Quantenzahl]] der [[Elementarteilchen]], ist definiert als die Differenz der Anzahl der [[Quark (Physik)| | Die '''Baryonenzahl''' <math>B\!\,</math> der [[Teilchenphysik]], eine [[Quantenzahl]] der [[Elementarteilchen]], ist definiert als die Differenz der Anzahl der [[Quark (Physik)|Quarks]] und der Anzahl der [[Antiteilchen|Anti]]<nowiki />quarks, geteilt durch 3: | ||
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== Baryonenzahl als Erhaltungsgröße == | == Baryonenzahl als Erhaltungsgröße == | ||
Erfahrungsgemäß bleibt die Baryonenzahl in einem abgeschlossenen System stets konstant, ist also eine absolute [[Erhaltungsgröße]]. Diese Erkenntnis – ein Grundbestandteil des [[Standardmodell]]s der Elementarteilchenphysik – macht die Stabilität der Materie verständlich. Da ein spontaner [[Zerfallskanal|Zerfall]] wegen der Energieerhaltung immer nur zu leichteren Teilchen führen kann, ist das leichteste Baryon, das Proton, stabil (wegen hypothetischer nichtlinearer Feldeffekte, bei denen die Baryonenzahl auch im Standardmodell verletzt werden kann, wenn auch nur bei sehr hohen Energien, siehe [[Sphaleron]]). | |||
In vielen über das Standardmodell hinausgehenden Theorien wie z. B. der [[Große vereinheitlichte Theorie| | In vielen über das Standardmodell hinausgehenden Theorien wie z. B. der [[Große vereinheitlichte Theorie|großen vereinheitlichten Theorie]] (GUT) ist die Baryonenzahl jedoch ''keine'' exakte Erhaltungsgröße, so dass [[Protonenzerfall|Protonen mit der Zeit zerfallen]], allerdings mit einer sehr großen [[Halbwertszeit]]. | ||
Auch die derzeit angenommenen Mechanismen der [[Baryogenese]], der Entstehung des Ungleichgewichts von Materie und [[Antimaterie]] im frühen Universum Sekundenbruchteile nach dem [[Urknall]], setzen die Nichterhaltung der Baryonenzahl voraus. | Auch die derzeit angenommenen Mechanismen der [[Baryogenese]], der Entstehung des Ungleichgewichts von Materie und [[Antimaterie]] im frühen Universum Sekundenbruchteile nach dem [[Urknall]], setzen die Nichterhaltung der Baryonenzahl voraus. | ||
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== Literatur == | == Literatur == | ||
*{{cite book|author=Klaus Rith, Christoph Scholz, Frank Zetsche|title=Teilchen und Kerne: eine Einführung in die physikalischen Konzepte|url= | * {{cite book|author=Klaus Rith, Christoph Scholz, Frank Zetsche|title=Teilchen und Kerne: eine Einführung in die physikalischen Konzepte|url=https://books.google.de/books?id=aSWr16XxDc8C&pg=PA109&hl=de|year=2009|publisher=Springer DE|isbn=978-3-540-68080-2|pages=109f}} | ||
*{{cite book|author=Wolfgang Demtröder|title=Experimentalphysik 4: Kern-, Teilchen- | * {{cite book|author=Wolfgang Demtröder|title=Experimentalphysik 4: Kern-, Teilchen- und Astrophysik|url=https://books.google.de/books?id=50xTorK8Zx8C&pg=PA188&hl=de|date=1. Januar 2010|publisher=Springer DE|isbn=978-3-642-01598-4|pages=188–}} | ||
*{{cite book|author=Klaus Bethge, Ulrich E. Schröder|title=Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen|url= | * {{cite book|author=Klaus Bethge, Ulrich E. Schröder|title=Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen|url=https://books.google.de/books?id=1-ok058M5ZoC&pg=PA296&hl=de|date=30. April 2012|publisher=John Wiley & Sons|isbn=978-3-527-66216-6|pages=296–}} | ||
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[[Kategorie:Teilchenphysik]] | [[Kategorie:Teilchenphysik]] | ||
Die Baryonenzahl $ B\!\, $ der Teilchenphysik, eine Quantenzahl der Elementarteilchen, ist definiert als die Differenz der Anzahl der Quarks und der Anzahl der Antiquarks, geteilt durch 3:
Somit beträgt sie:
Erfahrungsgemäß bleibt die Baryonenzahl in einem abgeschlossenen System stets konstant, ist also eine absolute Erhaltungsgröße. Diese Erkenntnis – ein Grundbestandteil des Standardmodells der Elementarteilchenphysik – macht die Stabilität der Materie verständlich. Da ein spontaner Zerfall wegen der Energieerhaltung immer nur zu leichteren Teilchen führen kann, ist das leichteste Baryon, das Proton, stabil (wegen hypothetischer nichtlinearer Feldeffekte, bei denen die Baryonenzahl auch im Standardmodell verletzt werden kann, wenn auch nur bei sehr hohen Energien, siehe Sphaleron).
In vielen über das Standardmodell hinausgehenden Theorien wie z. B. der großen vereinheitlichten Theorie (GUT) ist die Baryonenzahl jedoch keine exakte Erhaltungsgröße, so dass Protonen mit der Zeit zerfallen, allerdings mit einer sehr großen Halbwertszeit.
Auch die derzeit angenommenen Mechanismen der Baryogenese, der Entstehung des Ungleichgewichts von Materie und Antimaterie im frühen Universum Sekundenbruchteile nach dem Urknall, setzen die Nichterhaltung der Baryonenzahl voraus.
In den meisten Versionen der GUT bleibt jedoch wenigstens die Differenz B-L von Baryonen- und Leptonenzahl streng erhalten.