Barion je bilo koja od niza subatomskih čestica sastavljenih od tri manje čestice, koje se nazivaju kvarkovi. U kategoriju spadaju poznati proton i neutron, kao i niz neobičnih i kratkoživih čestica. Barioni pripadaju većoj obitelji, hadronima, koja se sastoji od svih čestica koje su napravljene od kvarkova i koje su u interakciji s temeljnom silom poznatom kao jaka sila.
Astronomi nazivaju običnu tvar – materijal koji je svuda oko nas – barionskom materijom, jer svoju masu uglavnom dobiva od bariona: obična materija je uglavnom sastavljena od atoma. Atomi se uglavnom sastoje od protona, neutrona i elektrona; barionski protoni i neutroni su mnogo teži od ne-barionskih elektrona. Riječ baryon dolazi iz grčkog za “težak”, jer se nekada vjerovalo da su čestice najmasivnije od subatomskih čestica.
Svi poznati barioni su trikvarkovi, čestice sastavljene od tri kvarka i samo tri kvarka. Budući da svaka subatomska čestica ima antičesticu, neki znanstvenici teoretiziraju da bi barioni također mogli biti napravljeni od većeg broja kvarkova i antikvarkova, sve dok se dodatne čestice međusobno poništavaju i rezultiraju neto ukupno tri. Na primjer, neki pretpostavljaju postojanje pentakvarka, koji se sastoji od četiri kvarka i antikvarka. Antikvark bi poništio učinke četvrtog kvarka, što bi rezultiralo barionskom strukturom. Ove egzotičnije čestice nikada nisu opažene u prirodi.
Postoji šest poznatih vrsta kvarkova: gore, dolje, čudno, šarm, gornji i donji. Barioni se klasificiraju prema vrstama kvarkova koje sadrže. Poznato je šest obitelji:
Nukleoni, uključujući proton i neutron, sadrže tri gore ili dolje kvarka.
Delta barioni također sadrže tri gore ili dolje kvarka, ali su mnogo manje stabilni od nukleona.
Lambda barioni sadrže jedan gore, jedan donji i jedan dodatni kvark.
Sigma barioni sadrže dva gore ili donja kvarka i jedan čudan kvark.
Xi barioni sadrže jedan gore ili donji kvark i dva čudna kvarka.
Omega barioni ne sadrže ni gore ni dolje kvarkove.
Barionski broj odnosi se na broj čestica prisutnih u eksperimentalnom scenariju. Budući da kvarkovi ne mogu biti “slobodni”, već mogu postojati samo u kombinaciji s drugim kvarkovima, svaka reakcija u kojoj se barioni razgrađuju rezultirat će rekombinacijom kvarkova u nove barione. Iz tog razloga, broj mora biti isti i prije i nakon svake reakcije čestice.
Kao i kod svih drugih čestica, svaki barion ima antičesticu. Barioni su očito mnogo češći u svemiru od antibariona. Ovo neslaganje rezultat je nepoznatog procesa u ranom svemiru koji su znanstvenici uvjetno označili bariogenezom. Svakom antibarionu je dodijeljen barionski broj negativan; kada se bilo koja čestica sudari sa svojom antičesticom, obje su uništene u eksploziji energije.