Erhaltungssatz der Baryonenzahl


Erhaltungssatz der Baryonenzahl

Die Baryonenzahl ist eine Quantenzahl in der Elementarteilchenphysik.

Sie beträgt 1/3 für Quarks, −1/3 für Antiquarks und 0 für Leptonen. Baryonen, wie das Proton und Neutron haben damit die Baryonenzahl 1, ihre Antiteilchen −1 und Mesonen 0. Es gilt:

B = \frac{n_q - n_{\overline{q}}}{3}

wobei

nq die Anzahl der konstituierenden (beitragenden) Quarks (q), und
nq die Anzahl der konstituierenden Antiquarks (q) ist.

Baryonen und Mesonen sind als Hyperonen aus Quarks zusammengesetzt und werden dabei entsprechend erfasst.

Nach dem Standardmodell der Elementarteilchenphysik ist die Baryonenzahl eine absolute Erhaltungsgröße, weshalb das leichteste Baryon, das Proton, stabil ist.

In vielen über das Standardmodell hinausgehenden Theorien wie z. B. der GUT ist die Baryonenzahl 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 Großen vereinheitlichten Theorie (GUT) bleibt jedoch wenigstens die Differenz B-L von Baryon- und Leptonenzahl streng erhalten.

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