Numero barionico

numero barionico

Carica posseduta dai quark, per i quali assume, convenzionalmente, il valore B=1/3. Per gli antiquark il numero barionico è B=−1/3. Di conseguenza il protone, il neutrone e gli altri barioni composti di 3 quark hanno B=1, mentre i mesoni, stati legati di quark-antiquark, hanno B=0. Tutte le altre particelle fondamentali del Modello Standard (leptoni, bosoni di Gauge, bosone di Higgs) hanno B=0. Nel Modello Standard della fisica delle particelle il numero barionico è conservato a tutti gli ordini della teoria perturbativa. Di conseguenza il più leggero dei quark, il quark u, e il più leggero dei barioni, il protone, sono assolutamente stabili in questo limite. Tuttavia lo status del numero barionico, come pure del numero leptonico, è diverso da quello della carica elettrica e delle cariche di colore. Infatti queste ultime sono conservate in virtù di una simmetria di Gauge che è associata ad ognuna di tali cariche, ed è resa manifesta dall’esistenza di bosoni di Gauge a massa nulla accoppiati a ciascuna di queste cariche: il fotone per la carica elettrica e i gluoni per le cariche di colore. Invece non esiste una simmetria di Gauge associata alla conservazione del numero barionico e del numero leptonico. Queste ultime leggi di conservazione appaiono nel Modello Standard come ‘simmetrie accidentali’, ovvero con i campi a disposizione non si può costruire alcun vertice di interazione rinormalizzabile che non conservi il numero barionico e il numero leptonico. Benché non sia stato osservato alcun processo con violazione del numero barionico, tuttavia si hanno forti ragioni di credere che esistano piccole violazioni della sua conservazione. Innanzi tutto nel Modello Standard il numero barionico è violato a livello non perturbativo da effetti quantistici, che trascurabili nella fisica delle particelle accessibile agli acceleratori, hanno tuttavia grande importanza ad alte temperature quali quelle dell’universo primordiale. Del resto si osserva nell’Universo una predominanza di barioni sugli antibarioni che suggerisce un meccanismo di ‘bariogenesi’ il quale richiede che il numero barionico non si conservi in assoluto. Il numero barionico, inoltre, non è conservato nelle teorie di Grande Unificazione, che, infatti, in generale predicono il decadimento del protone.

→ Interazioni fondamentali