Cómo pensar en los objetos cargados de color

Question

Al imaginar objetos cargados de color, sé que podemos tratar el color y el anticolor como el electromagnetismo. Lo que me cuesta es imaginar la interacción de objetos de colores similares. Ya sé que el rojo, el verde y el azul son sólo etiquetas convenientes y que, por definición de la simetría gauge, no se diferencian físicamente entre sí. Pero una vez que tenemos una base, ¿cómo debo pensar en estas 3 cargas de color independientes que se comportan entre sí?

Por último, ¿hay alguna buena forma de pensar en la carga de los gluones? Tienen una carga de color que se comporta de forma diferente a los quarks o antiquarks (color y anticolor), así que ¿hay alguna forma de pensar en este objeto por analogía con otras cosas conocidas?

Por si sirve de algo, tengo formación matemática para hacer las cuentas, pero construir la intuición es mucho más difícil.

Answer 1

La analogía que buscas no existe.

1. No puede haber una analogía clásica para el comportamiento de los objetos cargados de color de la QCD porque las teorías clásicas de Yang-Mills se comportan de forma muy diferente a las teorías cuánticas de Yang-Mills en el régimen de baja energía. Esto se debe a que teorías como la QCD se acoplan fuertemente a bajas energías, y el factor que aparece delante de las correcciones cuánticas de una teoría de Yang-Mills es $g_\text{YM}^2\hbar$ para que no se conviertan en irrelevantes aunque tratemos $\hbar$ como pequeño. Es decir, aunque se entendiera cómo se comportan los objetos cargados de color en una teoría clásica, esto sería de poca utilidad para entender lo que ocurre en la QCD.

2. ¿Por qué quieres "pensar en la carga de los gluones"? El único lugar en el que los gluones pueden existir realmente como partículas libres es en las colisiones de partículas de alta energía, donde, una vez más, los procesos de dispersión son altamente cuánticos y la única "intuición" que podemos utilizar es dibujar los gráficos de Feynman, pero que también está plagada de peligros. En todas las situaciones ordinarias el confinamiento es efectivo y nunca se verá un solo gluón libre.

3. Si insiste absolutamente en una historia "justa" para lo que significa una carga como "rojo-antiazul", es que tal gluón puede interactuar con un quark rojo para producir un antiquark azul.