Barión para niños
Los bariones (del griego barys, que significa "pesado") son un tipo de partículas subatómicas muy importantes. Están formados por tres cuarks, que son partículas aún más pequeñas. Los bariones más conocidos son el protón y el neutrón, que son los que forman el núcleo del átomo.
El nombre "barión" se les dio porque, cuando se descubrieron, se pensó que eran más pesados que la mayoría de las otras partículas conocidas. Cada barión tiene una antipartícula que es su opuesto, llamada antibarión. En un antibarión, los cuarks son reemplazados por sus "anticuarks". Por ejemplo, un protón está hecho de dos cuarks "arriba" y un cuark "abajo". Su antipartícula, el antiprotón, está hecha de dos anticuarks "arriba" y un anticuark "abajo".
Como los bariones están hechos de cuarks, participan en una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza, llamada interacción fuerte. Esta fuerza es la que mantiene unidos a los cuarks dentro del barión, y es transmitida por partículas llamadas gluones. Los protones y neutrones son los bariones más comunes y forman la mayor parte de la materia que podemos ver en el universo. Los electrones, que también son parte de los átomos, pertenecen a otra familia de partículas llamadas leptones y no interactúan con la fuerza fuerte.
Contenido
¿Cómo se clasifican los bariones?
Los bariones son parte de una gran familia de partículas llamadas hadrones. Los hadrones son todas las partículas que están compuestas por cuarks. Dentro de los hadrones, los bariones se distinguen de los mesones porque los bariones tienen tres cuarks, mientras que los mesones tienen solo un cuark y un anticuark.
Los científicos han propuesto la existencia de otros tipos de bariones, llamados "bariones exóticos". Un ejemplo son los pentaquarks, que estarían formados por cuatro cuarks y un anticuark. Aunque su existencia fue debatida por mucho tiempo, en 2015, un experimento llamado LHCb observó señales que podrían confirmar su existencia.
¿Dónde están los bariones en el universo?
Los científicos han calculado que la mayoría de los bariones del universo no están dentro de las galaxias. Se cree que entre el 50% y el 60% de ellos se encuentran en el espacio que rodea las galaxias, y otro 30% o 40% podría estar en el espacio entre galaxias, en una especie de gas muy caliente. Solo un 10% de los bariones estaría dentro de las galaxias.
Propiedades de los bariones
Isospín y carga eléctrica
En el pasado, los científicos notaron que los protones y neutrones eran muy parecidos, a pesar de que el protón tiene carga positiva y el neutrón no tiene carga. Pensaron que eran la misma partícula en diferentes "estados". A esta propiedad la llamaron "isospín".
Más tarde, con el descubrimiento de los cuarks, se entendió mejor. Los cuarks "arriba" (u) y "abajo" (d) tienen masas muy similares. Las partículas hechas con el mismo número de estos cuarks también tienen masas parecidas. La carga eléctrica de un barión depende de la combinación de cuarks que lo forman. Por ejemplo, un cuark "arriba" tiene una carga de +2/3, y un cuark "abajo" tiene una carga de -1/3.
Números cuánticos de sabor
Además de los cuarks "arriba" y "abajo", existen otros tipos de cuarks, como el cuark "extraño" (s), el "encantado" (c), el "fondo" (b) y el "cima" (t). Cada uno de estos cuarks tiene una propiedad llamada "sabor". Los científicos usan estos "números cuánticos de sabor" para clasificar y entender mejor las partículas.
La carga de una partícula se puede calcular usando una fórmula que incluye el isospín y los números cuánticos de sabor de los cuarks que la componen.
Tipos de bariones comunes
Además de los protones y neutrones, existen otros bariones, aunque son menos estables y se desintegran rápidamente:
- Bariones delta (Δ): Están formados por cuarks "arriba" y "abajo". Se desintegran rápidamente en un pion y un protón o neutrón.
- Bariones lambda (Λ): Contienen un cuark "arriba", uno "abajo" y un cuark "extraño". Su descubrimiento fue importante para entender la existencia del cuark extraño.
- Bariones sigma (Σ): También tienen un cuark "extraño" y una combinación de cuarks "arriba" y "abajo", pero con una organización diferente a los lambda.
- Bariones xi (Ξ): Están compuestos por dos cuarks "extraños" y un cuark "arriba" o "abajo". Se les llama "partículas en cascada" porque se desintegran en varias etapas.
- Barión omega (Ω): El barión omega negativo (Ω-) está hecho de tres cuarks "extraños". Su descubrimiento ayudó a los científicos a predecir mejor las propiedades de los cuarks.
Cuando un barión contiene cuarks más pesados (como el encantado, fondo o cima), se añade un subíndice a su nombre para indicarlo. Por ejemplo, Λ+c significa que tiene un cuark encantado en lugar de un cuark extraño.
Materia bariónica
La materia bariónica es el tipo de materia que está hecha principalmente de bariones. Esto incluye todo lo que vemos a nuestro alrededor: los átomos, las estrellas, los planetas y nosotros mismos. Es la materia "normal".
Existe también la materia no bariónica, que no está hecha de bariones. Ejemplos de esto son los neutrinos o la misteriosa materia oscura, que los científicos aún están investigando.
En el estudio del universo, la cantidad de materia bariónica es muy importante. Se cree que al principio del universo, en el Big Bang, se crearon la misma cantidad de bariones y antibariones. Sin embargo, hoy en día hay muchos más bariones que antibariones. El proceso por el cual los bariones superaron en número a sus antipartículas se llama bariogénesis, y es un misterio que los científicos aún intentan resolver.
Véase también
En inglés: Baryon Facts for Kids
- Lista de partículas
- Física de partículas
- Modelo estándar de física de partículas
- Bosón
- Leptón
