Chromodynamika kwantowa
Z Wikipedii
Chromodynamika kwantowa (ang. QCD - Quantum Chromo Dynamics) - (teoria oddziaływań silnych) jest to kwantowa teoria pola opisująca oddziaływanie silne, jedno z oddziaływań podstawowych.
W oddziaływaniach silnych uczestniczą cząstki obdarzone ładunkiem kolorowym, bądź zbudowane z takich cząstek. Ruchy i przemiany tych cząstek tłumaczy się wymianą bozonów zwanych gluonami. Fermiony obdarzone ładunkiem kolorowym zwane są kwarkami. Znamy sześć kwarków i sześć antykwarków.
Istnieją trzy ładunki kolorowe: czerwony, zielony i niebieski oraz trzy ładunki, którymi obdarzone są antykwarki: antyczerwony, antyzielony i antyniebieski. Ponieważ nigdy nie zaobserwowano swobodnej cząstki naładowanej kolorowo, powstała hipoteza głosząca, że swobodne mogą być jedynie cząstki kolorowo neutralne (białe). Nazywa się ją hipotezą uwięzienia kwarków. Chromodynamika tłumaczy to w ten sposób, że siła przyciągania między kwarkami rośnie wraz ze zwiększaniem odległości.
Chociaż każdy kwark posiada kolor, to jednak wciąż zmienia go poprzez wymianę gluonów. Z tego powodu niemożliwe jest określenie koloru kwarku w danej chwili, a każdy stan kwarku (o określonym ładunku i masie) o dowolnym kolorze uważa się za tę samą cząstkę (dlatego mamy sześć a nie osiemnaście kwarków).
Gluony są to cząstki bozonowe naładowane kolorowo. Każdy gluon przenosi dwa kolory: jeden kolor i jeden antykolor. Przykładowo istnieje gluon czerwono-antyniebieski i zielono-antyczerwony. Wynikałoby z tego, że istnieje dziewięć gluonów. Jednak pewne reguły mechaniki kwantowej nakładają na chromodynamikę ograniczenie, które powoduje, że istnieje tylko osiem gluonów. Tłumaczy się to w ten sposób, że trzy gluony neutralne (zielono-antyzielony, czerwono-antyczerwony, niebiesko-antyniebieski) są "wymieszane" i tworzą tylko dwie cząstki fizyczne.
Ponieważ gluony są naładowane kolorowo, także między nimi dochodzi do oddziaływań z wymianą gluonów. Nazywa się to samooddziaływaniem. Fakt ten stwarza poważne problemy teoretyczne i obliczeniowe.
Chromodynamika to nieabelowa (nieprzemienna) teoria z cechowaniem. Grupą cechowania jest grupa SU(3). Jest częścią Modelu Standardowego. Trwają próby połączenia grupy SU(3) z grupą SU(2)xU(1) teorii oddziaływań elektrosłabych. Nazywa się to teoriami wielkiej unifikacji.
