¿Los bariones tienen estados vibracionales y rotacionales cuantificados?

¿Qué te parece un$\Delta^+$o$\Delta^0$es, si no, un nucleón excitado? (Para estar seguro de que$^{++}$y$^{-}$los estados no corresponden directamente a un nucleón, porque no se permite un estado de menor espín con ese contenido de valencia).

Lo que no estoy seguro es qué tan cerca esta excitación coincide con la que está imaginando. Coinciden bastante bien con la excitación nuclear .

También hay estados excitados de mesones, como el$\eta' (958)$.

Un par de personas han mencionado (en los comentarios y en otra respuesta ) que la primera energía de excitación es comparable a la energía de enlace, que es bastante diferente del caso molecular donde las energías de excitación son a menudo mucho menores que las energías de enlace.

Esto es más o menos cierto.

Dicho esto, estos sistemas están unidos por la fuerza fuerte, por lo que exhiben una característica que puede sorprender a las personas acostumbradas a la física atómica o molecular: permanecen unidos en toda separación (hasta que se produce la creación de pares).

El protón tiene una masa de$938 \,\mathrm{MeV}$y los Deltas tienen una masa de$1232 \,\mathrm{MeV}$. Las resonancias más altas del mismo contenido de valencia tienen masas de$1600$,$1630$,$1700$,$1905$,$1910$,$1920$,$1930$,$1950$,$2420 \,\mathrm{MeV}$... ¡Lo que vemos puede ser varias veces la masa original del sistema!

No estoy 100% seguro de esto, pero excitar un nivel de energía rotacional requiere un fotón con energía de h ^ 2 / (m * r ^ 2). Esto es cierto para cualquier objeto de masa m y escala de tamaño r. Para las moléculas, m y r están en un punto óptimo donde los fotones tienen una energía lo suficientemente baja como para que la espectroscopia sea posible. (Para los estados rotacionales de las moléculas, esto es típicamente en el régimen de microondas a submilimétrico).

Pero para un barión, m y r son absolutamente pequeños. Creo que el cuanto único de energía de rotación puede ser tan grande que es comparable a la masa en reposo de los bariones. Entonces, un fotón que entra con esa energía en efecto hará que se 'separe', hablando clásicamente.

Algo así como para un átomo de hidrógeno: m y r ya se están volviendo bastante pequeños, y la energía 'rotacional' h^2/mr2 es simplemente la escala de Bohr que está cerca de la energía de enlace. Si comienza a girar el electrón en un átomo de hidrógeno, pasa de n = 1 a 2, etc. y luego se produce la ionización con bastante rapidez.