Глюон

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці
Глюон
маса

0

антычасціца

глюон

статыстыка

базон

група

калібравальны базон

узаемадзеянне

моцнае,
гравітацыйнае

квантавыя лікі
электрычны зарад

0

спін

1

каляровы зарад

r\bar{r}, g\bar{g}, b\bar{b}, r\bar{g}, r\bar{b}, g\bar{b}

лік спінавых станаў

2

Іншыя ўласцівасці і звесткі
склад часціцы

элементарная часціца

адкрыта

1979

Глюоны (англ.: gluon ад glue — клей) — элементарныя часціцы, якія з'яўляюцца прычынай ўзаемадзеяння кваркаў.

Кажучы тэхнічнай мовай, глюоны — гэта вектарныя калібравальныя базоны, якія непасрэдна адказваюць за моцнае каляровае ўзаемадзеянне паміж кваркамі ў квантавай хромадынаміцы (КХД). У адрозненне ад нейтральных фатонаў ў квантавай электрадынаміцы (КЭД), глюоны самі нясуць каляровы зарад і, такім чынам, удзельнічаюць у моцных узаемадзеяннях, а не толькі пераносяць іх. Глюон валодае здольнасцю рабіць гэта, таму што ён нясе ў сабе каляровы зарад, тым самым узаемадзейнічаючы з самім сабой, што робіць КХД значна больш складанай для разумення, чым КЭД.

Мезон Мезон Барыён Нуклон Кварк Лептон Электрон Адрон Атам Малекула Фатон W- і Z-базоны Глюон Гравітон Электрамагнітнае ўзаемадзеянне Слабае ўзаемадзеянне Моцнае ўзаемадзеянне Гравітацыя Квантавая электрадынаміка Квантавая хромадынаміка Квантавая гравітацыя Электраслабае ўзаемадзеянне Тэорыя Вялікага аб'яднання Тэорыя ўсяго Элементарная часціца Рэчыва Базон Хігса
Кароткі агляд розных сямействаў элементарных і састаўных часціц, і тэорыі, якія апісваюць іх узаемадзеянні. Ферміёны злева, Базоны справа. (на пункты на карцінцы можна націскаць)

Уласцівасці[правіць | правіць зыходнік]

Глюон — гэта квант вектарнага поля ў КХД. Ён не мае масы. Як і фатон, ён валодае адзінкавым спінам. У той час, як масіўныя вектарныя (гэта значыць якія валодаюць адзінкавым спінам) часціцы маюць тры станы палярызацыі, бязмасавыя калібравальныя базоны, такія, як глюон і фатон, маюць толькі дзве магчымыя палярызацыі з-за таго, што калібравальная інварыянтнасць патрабуе папярочнай палярызацыі. У квантавай тэорыі поля непарушаная калібравальная інварыянтнасць патрабуе, каб калібравальны базон быў бязмасавым (эксперымент абмяжоўвае масу глюона зверху значэннем не больш за некалькі МэВ). Глюон валодае адмоўнай ўнутранай цотнасцю і нулявым ізаспінам. Ён з'яўляецца антычасціцай самому сабе.

Нумералогія глюонаў[правіць | правіць зыходнік]

У адрозненне ад адзінага фатона ў КЭД ці трох W- і Z-базонаў, якія пераносяць слабае ўзаемадзеянне, у КХД існуе 8 незалежных тыпаў глюонаў.

Кварк могуць несці тры тыпы каляровага зараду; антыкваркі — тры тыпы антыкаляровага. Глюоны могуць быць асэнсаваны як носьбіты адначасова колеру і антыколеру, альбо як тлумачэнне змены колеру кварка падчас узаемадзеянняў. Зыходзячы з таго, што глюоны нясуць ненулявы каляровы зарад, можна падумаць, што існуе толькі шэсць глюонаў. Але на самай справе іх восем, таму што, кажучы тэхнічнай мовай, КХД — гэта калібравальная тэорыя з SU(3)-сіметрыяй. Кварк прадстаўлены як поле спінараў у Nf водарах, кожны ў фундаментальным прадстаўленні (трыплет, пазначаецца 3) каляровай калібравальнай групы, SU(3). Глюоны з'яўляюцца вектарнымі палямі ў далучаным прадстаўленні (актэт, абазначаюцца 8) каляровай SU(3)-групы. Наогул кажучы, для калібравальнай групы лік пераносчыкаў ўзаемадзеяння (такіх як фатоны і глюоны) заўсёды роўны памернасці далучанага прадстаўлення. Для простага выпадку SU(N) памернасць гэтага прадстаўлення роўная N²-1.

У тэрмінах тэорыі груп зацвярджэнне, што сінглетныя па колеры глюоны адсутнічаюць, з'яўляецца проста заявай, што квантавая хромадынаміка мае сіметрыю SU(3), а не U(3). Апрыёрных прычын для перавагі той ці іншай групы няма, але эксперымент ўзгадняецца толькі з SU(3).

Каляровыя глюоны:

g_1=(r\bar{b}+b\bar{r})/\sqrt{2}     g_2=-i(r\bar{b}-b\bar{r})/\sqrt{2}
g_4=(r\bar{g}+g\bar{r})/\sqrt{2} g_5=-i(r\bar{g}-g\bar{r})/\sqrt{2}
g_6=(b\bar{g}+g\bar{b})/\sqrt{2} g_7=-i(b\bar{g}-g\bar{b})/\sqrt{2}

Бясколерныя глюоны:

g_3=(r\bar{r}-b\bar{b})/\sqrt{2} g_8=(r\bar{r}+b\bar{b}-2g\bar{g})/\sqrt{6}

Трэці бясколерны стан:

(r\bar{r}+b\bar{b}+g\bar{g})/\sqrt{3}

не існуе.

Эксперыментальныя назіранні[правіць | правіць зыходнік]

Першы прамы эксперыментальны доказ існавання глюонаў быў атрыманы ў 1979 годзе, калі ў эксперыментах на электрон-пазітронным калайдары PETRA у даследчым цэнтры DESY (Гамбург, ФРГ) былі выяўленыя падзеі з трыма адроннымі бруямі, дзве з якіх спараджаюцца кваркамі і трэцяя — глюонам. Ускосны доказ існавання глюонаў быў атрыманы на дзесяць гадоў раней пры колькасным аналізе працэсу глыбока няпругкага рассейвання электронаў на пратоне/нейтроне, праведзеным у амерыканскай лабараторыі SLAC.

У 2005 годзе на рэлятывісцкім калайдары цяжкіх іонаў RHIC была атрымана кварк-глюонная плазма.

Глюбол (часціца, якая складаецца з адных глюонаў) пакуль не быў знойдзены.

Канфайнмент[правіць | правіць зыходнік]

Свабодныя кваркі да гэтага часу не назіраліся, нягледзячы на шматгадовыя спробы, аналагічная сітуацыя і з глюонамі. Аднак у Фермілабе было статыстычна выяўлена адзіночнае нараджэнне топ-кварка (яго час жыцця занадта малы, каб ўтвараць звязаны стан).

Існуюць некаторыя ўказанні на існаванне экзатычных адронаў, якія маюць лік валентных кваркаў больш за 3.

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]