Deeltjes die uit drie quarks bestaan, worden baryons genoemd; de twee bekendste baryons zijn het proton (bestaande uit twee up-quarks en één down) en het neutron (twee down-quarks en één up). Samen met de mesonen - deeltjes die bestaan uit een quark en een antiekark - vormen baryons de hadronen (je hebt gehoord van hadrons, ze maken deel uit van de naam van 's werelds krachtigste deeltjesbotser, de Large Hadron Collider, de LHC).
Omdat ze bestaan uit quarks, 'voelen' de baryons de sterke kracht (of de sterke nucleaire kracht zoals het ook wordt genoemd), die wordt gemedieerd door gluonen. Het andere soort deeltje waaruit gewone materie bestaat, zijn leptonen, die - voor zover we weten - nergens uit bestaan (en omdat ze geen quarks bevatten, nemen ze niet deel aan de sterke interactie ... wat een andere manier is om zeggen dat ze de sterke kracht niet ervaren); het elektron is een soort lepton. Baryons en leptons zijn fermionen, dus houd je aan het Pauli-uitsluitingsprincipe (dat onder andere zegt dat er nooit meer dan één fermion in een bepaalde kwantumtoestand kan zijn ... en uiteindelijk waarom je niet door je stoel valt).
In het soort omgevingen waarmee we in het dagelijks leven bekend zijn, is het enige stabiele baryon het proton; in de omgeving van de kernen van de meeste atomen is het neutron ook stabiel (en ook in de extreme omgeving van een neutronenster); er zijn echter honderden verschillende soorten onstabiele baryons.
Een grote, open vraag in de kosmologie is hoe baryons zijn gevormd - baryogenese - en waarom er in wezen geen anti-baryons in het universum zijn. Voor elk baryon is er een bijbehorend anti-baryon ... er is bijvoorbeeld het anti-proton, de anti-baryon-tegenhanger van het proton, bestaande uit twee up-up-quarks en één down-anti-quark. Dus als er om te beginnen evenveel baryons en anti-baryons waren, hoe komt het dan dat er tegenwoordig bijna geen van de laatste is?
Astronomen gebruiken de term 'baryonische materie' vaak om naar gewone materie te verwijzen; het is een beetje een verkeerde benaming, omdat het elektronen bevat (wat leptonen zijn) ... en het sluit in het algemeen neutrino's (en anti-neutrino's) uit, die ook leptonen zijn! Misschien is een betere term materie die interageert via elektromagnetisme (d.w.z. voelt de elektromagnetische kracht), maar dat is een mondvol. Niet-baryonische materie is waaruit (koude) donkere materie (CDM) bestaat; CDM werkt niet elektromagnetisch.
De Particle Data Group houdt overzichtstabellen bij van de eigenschappen van alle bekende baryons. Een relatief nieuw onderzoeksgebied in de astrofysica (en kosmologie) is baryon akoestische oscillaties (BAO); lees er meer over op deze Los Alamos National Laboratory website ...
… En in het artikel in Space Magazine gaat de nieuwe zoektocht naar donkere energie terug in de tijd. Andere Space Magazine-verhalen met baryons bevatten expliciet Is Dark Matter Made Up of Sterile Neutrinos ?, en Astronomen op Supernova High Alert.
Bronnen:
Wikipedia
Hyperfysica
