Ładunek kolorowy
Ładunek kolorowy, kolor – liczba kwantowa wprowadzona, by rozróżnić kwarki znajdujące się w tym samym stanie spinowym. Wbrew nazwie, kolor nie ma on nic wspólnego z kolorem (barwą) w sensie optycznym.
Reguła Pauliego nie pozwala, by trzy jednakowe kwarki tworzyły struktury barionowe, zatem kwarki te muszą się różnić – cechę różnicującą nazwano kolorem. Istnieją trzy rodzaje ładunków kolorowych: czerwony, zielony i niebieski (te nazwy są czysto umowne i nie mają nic wspólnego ze zwykłymi kolorami, postrzeganymi wzrokiem) oraz odpowiadające im „antykolory” dla antykwarków[1].
Ładunek kolorowy jest źródłem nowego pola, generującego nowy typ oddziaływań między kwarkami. Kwantami tego pola są gluony. Wymiana gluonów pomiędzy kwarkami w hadronie (nazywana silnym oddziaływaniem jądrowym) wiąże kwarki w nierozerwalną całość. Silne oddziaływania jądrowe zachodzą tylko na bardzo małych odległościach rzędu 10−15 m[2]. Efektem tego jest niestabilność jąder pierwiastków o liczbie atomowej większej od 92 (rozmiary takiego jądra atomowego są za duże, by oddziaływanie silne utrzymało je w całości). Podczas oddziaływania silnego kwarki zmieniają swój kolor poprzez wymianę gluonów, niosących ze sobą kolor i antykolor.
Ładunek kolorowy cząstek złożonych z kwarków wynosi 0, a zatem wypadkowy ładunek kolorowy cząstki musi być równy zeru. Inaczej mówiąc, cząstki posiadające ładunek kolorowy nie mogą występować w przyrodzie samodzielnie. Bariony (np. proton i neutron) składają się z trzech kwarków o różnych kolorach, a mezony z kwarka, mającego określony kolor, i antykwarka, mającego odpowiadający mu antykolor. Dzięki temu bariony i mezony są kolorowo obojętne (bezbarwne).
Teoria oddziaływań związanych z ładunkiem kolorowym nosi nazwę chromodynamiki kwantowej.
Historia
Termin „ładunek kolorowy” wprowadzili w latach 1964–1965 Oscar Greenberg[3], Yoichiro Nambu[4] i Moo-Young Han[5].
Zobacz też
Przypisy
- ↑ Kolor, [w:] Encyklopedia PWN [dostęp 2021-07-22] .
- ↑ W kręgu fizyki LO Turek: Elementarne nośniki oddziaływań
- ↑ O.W. Greenberg, „Spin and Unitary-Spin Independence in a Paraquark Model of Baryons and Mesons”, Phys. Rev. Lett. 13, 598 (1964)
- ↑ Y. Nambu, „Dynamical Symmetries & Fundamental Fields”, Proceedings of 2nd Coral Gables Conf. on Symmetry Principles at High Energy (1965), s. 133; „Systematics of Hadrons in Subnuclear Physics”, Preludes in Theoretical Physics (1965)
- ↑ M. Y. Han, Y. Nambu, „Three-Triplet Model with Double SU(3) Symmetry”, Phys. Rev. B 139, 1006
Linki zewnętrzne
Kontrola autorytatywna (zbiór generatorów):
- PWN: 3924029
- Britannica: topic/color-charge
- БРЭ: 4673467
- SNL: fargeladning
