重子是由三个较小的粒子(称为夸克)组成的若干亚原子粒子中的任何一个。该类别包括我们熟悉的质子和中子,以及一些不寻常的短命粒子。重子属于一个更大的家族,即强子,它由所有由夸克组成的粒子组成,并与被称为强力的基本力量相互作用。
天文学家将普通物质--我们身边的东西--称为重子物质,因为它的质量绝大部分来自重子:普通物质主要由原子构成。原子主要由质子、中子和电子组成;重子质子和中子比非重子电子要重得多。重子这个词来自希腊语,意思是 "重",因为这些粒子曾被认为是质量最大的亚原子粒子。
所有已知的重子都是三夸克,即由三个夸克和只有三个夸克组成的粒子。由于每个亚原子粒子都有一个反粒子,一些科学家推测重子也可以由更多数量的夸克和反夸克组成,只要额外的粒子相互抵消,导致净总数为三个。例如,有人假设存在五夸克,由四个夸克和一个反夸克组成。反夸克将抵消第四个夸克的影响,从而形成一个重子结构。这些更奇特的粒子在自然界中从未被观察到。
有六种已知的夸克:上、下、奇、魅、顶和底。重子是根据它们所包含的夸克的类型来分类的。有六个已知的家族。
重子数指的是在实验方案中存在的粒子的数量。因为夸克不能 "自由",而只能与其他夸克结合存在,任何分解重子的反应都会导致夸克重新结合,形成新的重子。由于这个原因,每个粒子反应前后的数量都必须是相同的。
与所有其他粒子一样,每个重子都有一个反粒子。重子在宇宙中显然比反重子更常见。这种差异是早期宇宙中一个未知过程的结果,科学家暂且称之为重子生成。每个反重子都被分配了一个负1的重子数;当任何粒子与它的反粒子碰撞时,两者都在能量爆炸中被摧毁。
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