Les particules composées de trois quarks sont appelées baryons; les deux baryons les plus connus sont le proton (composé de deux quarks up et un down) et le neutron (deux quarks down et un up). Avec les mésons - particules composées d'un quark et d'un antiquark - les baryons forment les hadrons (vous avez entendu parler des hadrons, ils font partie du nom du collisionneur de particules le plus puissant du monde, le Grand collisionneur de hadrons, le LHC).
Parce qu'ils sont constitués de quarks, les baryons «sentent» la force forte (ou force nucléaire forte comme on l'appelle également), qui est médiée par des gluons. L'autre type de particule qui compose la matière ordinaire est les leptons, qui ne sont - à notre connaissance - constitués de rien (et comme ils ne contiennent pas de quarks, ils ne participent pas à l'interaction forte… qui est une autre façon de en disant qu'ils ne connaissent pas la force forte); l'électron est une sorte de lepton. Les baryons et les leptons sont des fermions, donc obéissez au principe d'exclusion de Pauli (qui, entre autres, dit qu'il ne peut y avoir plus d'un fermion dans un état quantique particulier à tout moment ... et finalement pourquoi vous ne tombez pas dans votre fauteuil).
Dans les types d'environnements que nous connaissons au quotidien, le seul baryon stable est le proton; dans l'environnement des noyaux de la plupart des atomes, le neutron est également stable (et dans l'environnement extrême d'une étoile à neutrons également); il existe cependant des centaines de types différents de baryons instables.
Une grande question ouverte en cosmologie est de savoir comment les baryons se sont formés - la baryogenèse - et pourquoi n'y a-t-il essentiellement pas d'antibaryons dans l'univers. Pour chaque baryon, il y a un anti-baryon correspondant… il y a, par exemple, l'anti-proton, l'équivalent anti-baryon du proton, composé de deux anti-quarks et un anti-quark down. Donc, s'il y avait un nombre égal de baryons et d'anti-baryons pour commencer, comment se fait-il qu'il n'y en ait presque plus aujourd'hui?
Les astronomes utilisent souvent le terme «matière baryonique» pour désigner la matière ordinaire; c'est un peu inapproprié, car il inclut les électrons (qui sont des leptons)… et il exclut généralement les neutrinos (et anti-neutrinos), qui sont aussi des leptons! Peut-être qu'un meilleur terme pourrait être une matière qui interagit via l'électromagnétisme (c'est-à-dire ressent la force électromagnétique), mais c'est un peu gorgé. La matière non baryonique est composée de la matière noire (froide) (CDM); Le CDM n'interagit pas électromagnétiquement.
Le groupe de données sur les particules tient à jour des tableaux récapitulatifs des propriétés de tous les baryons connus. Un domaine de recherche relativement nouveau en astrophysique (et cosmologie) est celui des oscillations acoustiques baryoniques (BAO); en savoir plus sur ce site Web du laboratoire national de Los Alamos…
… Et dans l'article de Space Magazine, New Search for Dark Energy remonte dans le temps. D'autres histoires de Space Magazine mettant en vedette des baryons incluent explicitement La matière noire est-elle composée de neutrinos stériles? Et les Astronomes sur Supernova High Alert.
Sources:
Wikipédia
Hyperphysique
