Haben Baryonen quantisierte Schwingungs- und Rotationszustände?

Was denkst du a$\Delta^+$oder$\Delta^0$ist, wenn nicht ein angeregtes Nukleon? (Allerdings die$^{++}$Und$^{-}$Zustände entsprechen nicht direkt einem Nukleon, da es keinen zulässigen niedrigeren Spinzustand mit diesem Wertigkeitsgehalt gibt.)

Ich bin mir nicht sicher, wie genau diese Erregung mit der übereinstimmt, die Sie sich vorstellen. Sie passen ziemlich gut zur Kernanregung .

Es gibt auch angeregte Zustände von Mesonen, wie z$\eta' (958)$.

Ein paar Leute haben erwähnt (in den Kommentaren und in einer anderen Antwort ), dass die erste Anregungsenergie mit der Bindungsenergie vergleichbar ist, was sich ziemlich vom molekularen Fall unterscheidet, bei dem die Anregungsenergien oft sehr viel geringer sind als die Bindungsenergien.

Das stimmt ungefähr.

Allerdings sind diese Systeme durch die starke Kraft gebunden, sodass sie eine Eigenschaft aufweisen, die für Menschen, die an die Atom- oder Molekularphysik gewöhnt sind, überraschend sein kann: Sie bleiben bei jeder Trennung gebunden (bis eine Paarbildung auftritt).

Das Proton hat eine Masse von$938 \,\mathrm{MeV}$und die Deltas haben eine Masse von$1232 \,\mathrm{MeV}$. Höhere Resonanzen mit gleichem Wertigkeitsgehalt haben Massen von$1600$,$1630$,$1700$,$1905$,$1910$,$1920$,$1930$,$1950$,$2420 \,\mathrm{MeV}$... Was wir sehen, kann ein Vielfaches der ursprünglichen Masse des Systems sein!

Nicht 100% sicher, aber das Anregen eines Rotationsenergieniveaus erfordert ein Photon mit einer Energie von h ^ 2 / (m * r ^ 2). Dies gilt für jedes Objekt der Masse m und der Größenskala r. Für Moleküle befinden sich m und r an einem optimalen Punkt, an dem die Photonen energiearm genug sind, dass eine Spektroskopie möglich ist. (Für Rotationszustände von Molekülen liegt dies typischerweise im Mikrowellen- bis Submillimeterbereich.)

Aber für ein Baryon sind m und r absolut winzig. Ich denke, dass das einzelne Quant der Rotationsenergie so groß sein kann, dass es mit der Ruhemasse des Baryons selbst vergleichbar ist. Ein Photon, das mit dieser Energie hereinkommt, wird es also klassischerweise „auseinanderdrehen“ lassen.

Ähnlich wie bei einem Wasserstoffatom: m und r werden bereits ziemlich klein, und die 'Rotationsenergie' h^2/mr2 ist einfach die Bohr-Skala, die nahe an der Bindungsenergie liegt. Wenn Sie beginnen, das Elektron in einem Wasserstoffatom zu drehen, geht es von n = 1 auf 2 usw. und dann tritt ziemlich schnell eine Ionisierung auf.