중입자수 문서 원본 보기

{{위키데이터 속성 추적}}
[[입자물리학]]에서 '''중입자수'''(重粒子數, Baryon number) 또는 '''바리온수'''(baryon 數)란 입자의 가법(加法, additive) [[양자수]]의 하나로, 입자에 들어 있는 [[쿼크]]의 수와 [[반쿼크]]의 수의 차의 ⅓이다. [[표준 모형]]이 [[섭동 이론|건드림이론]] 수준에서 보존하는 우연한 (accidental) 대칭 가운데 하나다. 기호는 ''B''.

== 정의 ==
::<math>B = \frac{1}{3}\left(n_\text{q} - n_\bar{\text{q}}\right) </math>
[[색]]과 [[맛깔]]에 관계없이, 모든 [[쿼크]]의 숫자를''n''<sub>q</sub>, 모든 [[반쿼크]]의 숫자는 ''n''<sub>{{overline|q}}</sub>로 한다. 쿼크 이외의 모든 [[기본입자]]는 중입자수가 0이다. 중입자수를 쿼크의 수가 아니라 ⅓로 정의하는 이유는 [[색가둠]]에 따라 쿼크가 독립적으로 존재하지 않아 편의를 위한 것이다. 이렇게 정의하면 모든 [[중입자]]는 중입자수 1을 가지고, 반중입자는 −1, [[중간자]]와 [[렙톤]]은 0이다. 만약 [[펜타쿼크]]가 존재한다면 중입자수는 1이고, [[테트라쿼크]]와 [[글루볼]]의 중입자수는 0이다.

[[표준 모형]]에서는 [[렙톤 수]]는 각 [[세대 (물리학)|세대]] 별로 전자 수, 뮤온 수, 타우온 수가 개별적으로 보존되지만, 중입자수의 경우 그렇지 않다. 이는 [[쿼크 섞임]]으로 인하여 세대가 바뀌는 현상이 존재하기 때문이다.

== 보존 ==
표준 모형은 [[건드림이론]] 수준에서는 우연히 중입자수를 보존한다. 그러나 비건드림적 수준에서는 손지기 [[변칙]](chiral anomaly)으로 인하여 중입자수가 보존되지 않는다. 중입자수가 깨지는 대표적인 해로 [[스팔레론]](sphaleron)이 있다. 이 현상은 [[빅뱅]] 초기의 [[중입자 생성]](baryogenesis)에 중요한 역할을 하였을 수도 있다고 추측하나, 확실하지 않다. 표준 모형의 스팔레론은 관측된 중입자생성을 설명하기에 부족하지만, [[비활성 중성미자]](sterile neutrino)를 도입하면 스팔레론의 빈도를 관측값을 설명할 수 있을 정도로 늘릴 수 있다. 그러나 표준 모형은 중입자수와 [[렙톤 수]]의 차 ''B−L''은 보존한다.

중입자수는 우연한 대칭이므로, 대부분의 [[대통일 이론]]은 바리온 수를 깬다. 그러나 많은 경우 ''[[B - L|B−L]]''은 보존한다.
== 같이 보기 ==
* [[경입자수]]
* [[맛깔]]
* [[아이소스핀]]
* [[초전하]]
* [[양성자 붕괴]]
* [[B - L]]

{{전거 통제}}

[[분류:중입자]]
[[분류:입자물리학]]
[[분류:양자장론]]
[[분류:보존 법칙]]
[[분류:표준 모형]]
[[분류:핵물리학]]
[[분류:양자색역학]]
[[분류:맛깔]]