Квантова хромодинаміка
З Вікіпедії, безкоштовно encyclopedia
Квантова хромодинаміка — розділ теоретичної фізики, який описує сильну взаємодію між кварками через глюонні поля. Вона є складовою частиною Стандартної Моделі. Грецький корінь хромо, що означає колір, пов'язаний із тим фактом, що одним із основних понять квантової хромодинаміки є квантове число, що називається кольоровим зарядом.
Квантова хромодинаміка є подібною до квантової електродинаміки, що описує взаємодію заряджених частинок через фотони, носії електромагнітної взаємодії, проте між ними є важливі принципові відмінності. По-перше, електричний заряд може приймати лише два значення (позитивний і негативний), а кварк може мати три значення кольору, що, умовно, позначаються як червоний, жовтий і синій. При цьому, антикваркам властиві, відповідно, античервоний, антижовтий і антисиній кольори. По-друге, глюони, носії сильної взаємодії, також мають кольоровий заряд, тоді як фотони — електрично нейтральні. По-третє — симетрія КХД відрізняється від симетрії КЕД, через що, два ряди однакових поворотів у кольоровому просторі можуть дати різні кінцеві результати, якщо вони були проведені в різній послідовності.[1] Все це робить рівняння квантової хромодинаміки дуже нелінійними, і значно складнішими, ніж квантової електродинаміки.
З математичної точки зору квантова хромодинаміка — калібрувальна теорія, побудована на групі симетрії SU(3). Група SU(3) це група матриць 3x3 із визначником, рівним одиниці. В матриці 3x3 дев'ять елементів, вимога рівності одиниці визначника зводить число незалежних елементів до восьми. Тому всі об'єкти квантової хромодинаміки групуються у вісімки.
Характерними рисами квантової хромодинаміки є асимптотична свобода[2] і конфайнмент. Поняття асимптотичної свободи означає те, що при високих енергіях, що відповідає малим відстаням, кварки майже не взаємодіють між собою. Конфайнмент, тобто обмеження, означає зростання притягання між кварками із збільшенням віддалі між ними. Завдяки конфайнменту окремі, вільні кварки не спостерігаються. Два зв'язані кварки (кварк і антикварк) утворюють мезони, три — баріони.