Un barión es cualquiera de una serie de partículas subatómicas formadas por tres partículas más pequeñas, llamadas quarks. La categoría incluye los conocidos protones y neutrones, así como una serie de partículas inusuales y de corta duración. Los bariones pertenecen a una familia más amplia, los hadrones, que se compone de todas las partículas que están hechas de quarks y que interactúan con la fuerza fundamental conocida como fuerza fuerte.
Los astrónomos se refieren a la materia ordinaria, la materia que nos rodea, como materia bariónica, porque deriva su masa abrumadoramente de bariones: la materia ordinaria está compuesta principalmente de átomos. Los átomos están compuestos principalmente de protones, neutrones y electrones; Los protones y neutrones bariónicos son mucho más pesados que los electrones no bariónicos. La palabra barión proviene del griego que significa «pesado», porque alguna vez se creyó que las partículas eran las más masivas de las partículas subatómicas.
Todos los bariones conocidos son triquarks, partículas formadas por tres quarks y solo tres quarks. Dado que cada partícula subatómica tiene una antipartícula, algunos científicos teorizan que los bariones también podrían estar formados por un mayor número de quarks y antiquarks, siempre que las partículas adicionales se cancelen entre sí para dar como resultado un total neto de tres. Por ejemplo, algunos plantean la hipótesis de la existencia de pentaquarks, compuestos por cuatro quarks y un antiquark. El antiquark anularía los efectos del cuarto quark, dando como resultado una estructura bariónica. Estas partículas más exóticas nunca se han observado en la naturaleza.
Hay seis tipos conocidos de quarks: arriba, abajo, extraño, encanto, superior e inferior. Los bariones se clasifican según los tipos de quarks que contienen. Hay seis familias conocidas:
Los nucleones, incluidos el protón y el neutrón, contienen tres quarks ascendentes o descendentes.
Los bariones delta también contienen tres quarks ascendentes o descendentes, pero son mucho menos estables que los nucleones.
Los bariones lambda contienen uno arriba, uno abajo y un quark adicional.
Los bariones sigma contienen dos quarks up o down y un quark extraño.
Los bariones Xi contienen un quark up o down y dos quarks extraños.
Los bariones omega no contienen quarks ascendentes ni descendentes.
El número bariónico se refiere al número de partículas presentes en un escenario experimental. Debido a que los quarks no pueden ser «libres», sino que solo pueden existir en combinación con otros quarks, cualquier reacción en la que se descompongan los bariones resultará en la recombinación de los quarks para formar nuevos bariones. Por esta razón, el número debe ser el mismo antes y después de cada reacción de partículas.
Como ocurre con todas las demás partículas, cada barión tiene una antipartícula. Los bariones son aparentemente mucho más comunes en el universo que los antibióticos. Esta discrepancia es el resultado de un proceso desconocido en el universo temprano que los científicos han etiquetado tentativamente como bariogénesis. A cada antibiótico se le asigna un número bariónico negativo; cuando cualquier partícula choca con su antipartícula, ambas se destruyen en una explosión de energía.