量子色动力学

量子色动力学(量子色),在物理的理论,描述了行动强大的力量。建立了量子色的类比来量子电动力学(QED)量子场理论的电磁力。在QED的电磁相互作用描述带电粒子通过无质量的排放和随后的吸收光子,最好称为“粒子”的光;卸货之间的这种相互作用是不可能的,电中性粒子。的光子描述在QED吗“force-carrier”粒子协调或传递电磁力。通过与QED的类比,量子色动力学预测force-carrier粒子的存在胶子传输之间的强相互作用粒子的物质携带颜色,“强劲”的一种形式。“强大的力量是有限的基本的行为的影响亚原子粒子被称为夸克和复合粒子由quarks-such熟悉质子和中子组成原子核以及更奇特不稳定的粒子介子。

1973年的概念,色彩的来源“强场”是由欧洲物理学家发展成量子色的理论哈拉尔德Fritzsch和美国物理学家海因里希Leutwyler,加上穆雷盖尔。特别是,他们雇佣一般场理论在1950年代开发的陈Ning杨和罗伯特·米尔斯,力的载体粒子本身辐射可以进一步载体粒子。(这是不同于QED,光子携带的电磁力不进一步辐射光子)。

在QED只有一个类型的电荷结果——,可以积极或效果,这对应于电荷和anticharge。在量子色解释夸克的行为,相反,需要有三种不同的颜色,每一种都可能发生颜色或anticolour。三种类型的电荷被称为红、绿、蓝类比光的原色,尽管没有任何连接与通常意义上的颜色。

Colour-neutral粒子发生在两种方式。在重子由三个夸克,亚原子粒子,例如,质子和neutrons-the三个夸克是每个不同的颜色,和三个颜色的混合物产生的粒子是中性的。介子,另一方面,是由夸克和反夸克对他们反物质同行,在这些反夸克的anticolour中和的颜色夸克,就像积极的和消极的电荷相互抵消,产生一个电中性的物体。

夸克相互作用通过交换粒子称为通过强大的力量胶子。QED相比,光子交换是电中性的,量子色的胶子也带颜色的指控。允许所有可能的三种颜色的夸克之间的相互作用,必须有八胶子,每个人通常携带的混合不同的颜色和一个anticolour。

因为胶子携带色彩,他们可以彼此进行交互,这使得强力微妙的行为不同于电磁力。QED描述了力量,可以扩展无限的空间,虽然力量变得弱两个电荷之间的距离增加(服从一个平方反比定律)。然而,在量子色,颜色发出的胶子之间的交互指控阻止这些指控被拉开。相反,如果投入足够的精力试图把一个夸克的质子例如,结果是创建一个quark-antiquark在句话说,介子。量子色的这一方面体现了观察短程强相互作用的性质,这是有限的距离大约10⁻¹⁵米,短于直径一个原子核。这也解释了夸克的明显的约束,他们只曾被观察到在重子绑定组合状态(如质子和中子)和介子。