Барионный заряд

БАРИОННЫЙ ЗАРЯД (барионное число), характеристика частиц (и системы частиц), вытекающая из установленного опытным путём закона сохранения «тяжёлых» частиц - барионов. Понятие «барионный заряд» введено в 1938 году швейцарским физиком Э. Штюкельбергом для объяснения стабильности протона, поскольку законы сохранения энергии-импульса, момента количества движения и электрического заряда не могут «запретить» возможности распада протона на более лёгкие частицы. Никогда не наблюдались процессы, в которых барионы переходили бы в более лёгкие частицы без испускания барионов. Замеченные закономерности были сформулированы в виде закона сохранения числа барионов: во всех процессах разность общего числа барионов и общего числа антибарионов сохраняется.

Закону сохранения числа барионов можно придать форму, аналогичную закону сохранения электрического заряда, если приписать барионам специфический барионный заряд (принимаемый для нуклонов условно за единицу), антибарионам - противоположное по знаку значение барионного заряда, а для лептонов, калибровочных бозонов и мезонов (состоящих из одинакового числа кварков и антикварков) принять барионный заряд равным нулю. Все наблюдаемые барионы имеют целый барионный заряд, а для кварков и антикварков он равен соответственно 1/3 и -1/3. В отличие от электрического и цветового зарядов, барионный заряд сохраняется приближённо. Нарушение закона сохранения барионного заряда может происходить за счёт гипотетического «сверхслабого» взаимодействия, существование которого предсказывается в некоторых моделях Великого объединения сильных и электрослабых взаимодействий. Эксперименты, проведённые с целью обнаружить распад протона, показали, что время его жизни, во всяком случае, больше 10³² лет. Нарушение закона сохранения барионного заряда привлекается для объяснения барионной асимметрии Вселенной, т. е. отсутствия во Вселенной сколько-нибудь заметного количества антивещества.

Лит.: Окунь Л. Б. Лептоны и кварки. 2-е изд. М., 1990.