Барионы

(далее Б)(от греч. barys - тяжелый), группа тяжелых элементарных частиц с полуцелым спином и массой не меньше массы протона. К Б относятся протон и нейтрон (частицы, образующие ядра), гипероны, а также резонансы. Название "Б" связано с тем, что самый легкий из них - протон - в 1836 раз тяжелее электрона.   Единственным стабильным Б является протон; все остальные Б нестабильны и путем последовательных распадов превращаются в протон и легкие частицы. (Нейтрон в свободном состоянии - нестабильная частица, однако, в связанном состоянии внутри ядер он стабилен.)   Б участвуют во всех известных элементарных взаимодействиях: сильном, электромагнитном, слабом и гравитационном (см. Элементарные частицы. Тяготение). Наличие у Б сильного взаимодействия приводит к тому, что они активно взаимодействуют с ядрами.   В любых ядерных реакциях, при любых взаимодействиях Б (при энергиях ниже порога рождения антибарионов) их общее число остается неизменным. Так, в процессах бета-распада нейтроны и протоны в ядрах могут превращаться друг в друга (с испусканием электронов и нейтрино или их античастиц), но их суммарное число всегда сохраняется. В результате распада Б обязательно образуется Б Никогда не наблюдались процессы, в которых Б переходили бы в более легкие частицы без испускания Б Например, не наблюдается процесс распада протона на позитрон и фотон, или захват электрона протоном ядра с испусканием двух фотонов, или превращение нейтрона в электрон и положительно заряженный пи-мезон, хотя все эти процессы допустимы с точки зрения законов сохранения электрического заряда, энергии, импульса и момента количества движения (существование таких процессов приводило бы к нестабильности вещества).   Подмеченные закономерности были сформулированы в виде закона сохранения числа Б Этому закону можно придать форму, напоминающую закон сохранения электрического заряда, если приписать Б специфический заряд - так называемый заряд (В), считая, что у легких частиц (фотонов, нейтрино, электронов, мезонов) он отсутствует (В = 0). Тогда закон сохранения числа Б принимает вид закона сохранения заряда.   При взаимодействии Б очень высоких энергий возможно рождение антибарионов. Закон сохранения числа Б или заряда, обобщается на процессы с участием антибарионов, если принять, что заряды антибариона и Б противоположны по знаку (как это и следует из общих принципов квантовой теории поля). Если заряд Б положить равным единице ( = 1), то у антибарионов В = -1, а заряд системы частиц просто равен разности числа Б и антибарионов в этой системе. Одним из проявлений закона сохранения заряда является то, что рождение антибариона обязательно сопровождается рождением дополнительного Б (см. Аннигиляция и рождение пар).   Высказывается гипотеза о существовании глубокой аналогии между электрическим и зарядами. Подобно тому, как электрический заряд является источником электромагнитного поля, заряд можно рассматривать как источник поля сильного взаимодействия. Электромагнитное взаимодействие заряженных частиц осуществляется благодаря их обмену незаряженными частицами - фотонами; аналогично сильное взаимодействие Б например протонов и нейтронов, обусловлено их обменом мезонами - частицами, лишенными заряда.   Таблицу Б и их систематику см. в ст. Элементарные частицы.     Лит. см. при ст. Элементарные частицы.   С. С. Герштейн.