BARIONES

Por encima del mesón se encuentran los bariones (de la palabra griega que significa "pesado"), que incluye el protón y el neutrón. Hasta los años 1950, el protón y el neutrón fueron los únicos especimenes conocidos. Sin embargo, a principios de 1954, fueron descubiertas una serie de partículas aún más masivas (a veces llamadas hiperones). Son las partículas del barión las que han proliferado en particular en años recientes, de hecho, y el protón y el neutrón son los más ligeros de una amplia variedad.

Existe una ley de conservación del número bariónico, y los físicos han descubierto que, en todas las desintegraciones de partículas, el número neto de bariones (es decir, bariones menos antibariones) sigue siendo el mismo. La desintegración es siempre de una partícula más masiva a otra menos masiva, y esto explica el porqué el protón es estable y es el único barión en ser estable. Tiene lugar en los bariones más ligeros. Si se desintegra, debería cesar de ser un barión y así infringiría la ley de conservación del número barión. Por la misma razón, un antiprotón es estable porque es el antibarión más ligero. Naturalmente, un protón y un antiprotón pueden enzarzarse en una mutua aniquilación puesto que, tomados juntos, constituyen un barión más un antibarión para un número de barión neto de cero.

(Existe asimismo una ley de conservación del número leptónico, que explica por qué el electrón y el positrón son los únicos leptones estables. Son los leptones menos masivos y no pueden descomponerse en algo más simple sin violar esa ley de conservación. En realidad, electrones y positrones tienen una segunda razón para no desintegrarse. Son las partículas menos masivas que pueden poseer una carga eléctrica. Si se desintegrasen en algo más simple, perderían la carga eléctrica, algo prohibido por la ley de conservación de carga eléctrica. Se trata en efecto de una ley más extraña que la de conservación del número bariónico, como veremos, puesto que los electrones y positrones son, en cierto sentido, más estables que los protones y antiprotones o, por lo menos, deberían ser más estables.)

Los primeros bariones en descubrirse más allá del protón y neutrón recibieron nombres griegos. Existe la partícula lambda, la partícula sigma y la partícula xi. La primera se presentó en una variedad, una partícula neutra; la segunda en tres variedades, positiva, negativa y sin carga; la tercera en dos variedades, negativa y sin carga. Cada una de las mismas tiene una partícula asociada, lo cual hace un total de doce partículas. Todas son en extremo inestables; ninguna puede vivir más allá de una centésima de microsegundo, más o menos; y algunas, como la partícula sigma sin carga, se desintegran tras una centésima de billonésima de microsegundo.

La partícula lambda, que carece de carga, puede remplazar un neutrón en un núcleo para formar un hipernúcleo, una entidad que dura menos de una milmillonésima de segundo. La primera en descubrirse fue en un núcleo de hipertritio compuesto de un protón, un neutrón y una partícula lambda. Fue localizada entre los productos de radiación cósmica por Danysz y Pniewski en 1952. En 1963, Danysz informó de hipernúcleos que contenían dos partículas lambda. Y lo que es más, los hiperones negativos pueden remplazar electrones en la estructura atómica como se informó por primera vez en 1968. Tales electrones masivos de reemplazo giran en torno del núcleo en unas zonas tan próximas como para pasar en realidad su tiempo dentro de las regiones exteriores nucleares.

Pero todas éstas son partículas comparativamente estables; viven el tiempo suficiente para ser detectadas directamente y ser recompensadas con facilidad con una vida media y personalidad propia.