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¿Cuál es el papel de la color-anticolor gluones?

Ignorando por el momento el experimental necesidad de eliminar el gluon estado singlete, el nueve "raw" gluon componentes de color forman dos conjuntos distintos. El primer set se compone de los seis (color,anti-otras-color) componentes:

$r\overline{g}$, $r\overline{b}$, $g\overline{b}$, $g\overline{r}$, $b\overline{r}$, $b\overline{g}$

El segundo set se compone de los tres (color,anti-color) componentes:

$r\overline{r}$, $g\overline{g}$, $b\overline{b}$

Sólo los seis primeros componentes son necesarios para explicar el color de voltear en hadrones y mesones. El segundo grupo más pequeño puede cambiar quark colores, ya que son netos de color neutral.

Así: Para gluon los intercambios entre los quarks en los hadrones y mesones, es el papel de los tres gluon color-anticolor componentes puramente atractivo o repulsivo? Es decir, son estos tres componentes más estrechamente análogas a la de los fotones de la fuerza electromagnética, que de igual forma se llevan a ninguna neta de carga eléctrica?

Explicaciones populares, incluso por muy buenos físicos, parecen suele pasar por alto la existencia de estos dos grupos distintos, y en lugar de describir sólo los que cambian de color consecuencias del primer grupo de gluon componentes de color.

Por último, hay experimental implicaciones de la existencia de estos dos grupos? Por ejemplo, los gluones que pasan a llevar en su mayoría de color anticolor cargo de generar identificable diferentes chorros de gluones que llevan en su mayoría de color-anti-otro color de la carga?

Esta es un área de estudio, por supuesto, así que sospecho que no he estado buscando en los lugares correctos.

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ddd Puntos 1

LM le da más en profundidad de la respuesta que incluye estos puntos también, pero con respecto a la pregunta principal de distinguir de la cruz-color contra color de los estados y homogénea de color contra color de los estados, en el nivel más simple que no debido a estos hechos:

No hay ninguna evidencia experimental para cualquier dirección preferida en "color - anti-color" espacio

Por lo tanto, todos los linealmente independientes combinaciones son igualmente probables (excepto, por supuesto, el "incoloro" o neutral singlete combinación que es también descartó experimentalmente, debido a que no hay mucho elemento de rango en la fuerza fuerte). Hay ninguna en particular "de color -anti-color" combinación observó a ser el favorito en cualquier interacción fuerte proceso.

Superposición lineal en QM. Cuando la naturaleza no hace ninguna distinción entre los equivalentes de los estados tampoco pueden nuestros cálculos.

Por lo tanto, se deben sumar más de (linealmente superponer) todos los "equivalentes" a los estados a obtener el resultado correcto. En un sentido la la existencia de "equivalente" de los estados es un artefacto de nuestros métodos de cálculo -- tenemos que hacer referencia a algunos en la combinación de colores y anti-colores en cada elemento de la calcuation sólo por escrito y hacia abajo, por lo que la manera en que hacemos nuestros cálculos coinciden con la naturaleza en esta situación es linealmente superponer todos los permitidos elementos, es decir, todas permitido linealmente independientes de color-anti-color de los estados.

En otras palabras, no podemos favor de cualquiera de las ocho combinaciones de color y anti-color en nuestros cálculos, simplemente porque (por lo que he visto), la naturaleza no.

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Nick Puntos 583

Textos en QCD no divida a los generadores de $SU(3)$ – y, por tanto, "bicolores de gluones" – en dos grupos debido a esta separación es completamente no físico y matemático artificial (base-dependiente).

Por otra parte, el número de "bicolores de gluones", es decir, generadores de $SU(3)$, el indicador grupo de QCD, no nueve como tú piensas, pero sólo ocho. El grupo $U(3)$ tiene nueve generadores, pero $SU(3)$ es el subgrupo de matrices con la unidad determinante para un generador es eliminado. En el nivel de los gluones o Mentira álgebra generadores, a la condición especial $S$ significa que la traza es igual a cero. Así que las combinaciones $$ A(r\bar r) + B (g\bar g) + C(b \bar b)$$ sólo está permitido "bicolores de gluones" si $A+B+C=0$. Ahora, en este 8 de dimensiones del espacio de "bicolores de gluones", no hay direcciones ("bicolores") que son mejores que otros. Para cualquier dirección en este espacio, existe un $SU(3)$ transformación que transforma a esta dirección en una dirección no-ortogonal a cualquier dirección que usted elija. Esto es cierto debido a que el 8-dimensiones de la representación es un irreductible uno (el adjetivo "irreductible" significa que uno no debe tratar de dividir a dos o varios separados colecciones!). Y no existe ningún coherente de Yang-Mills teoría de que va a contener sólo el seis fuera de la diagonal "bicolores" porque el correspondiente seis generadores no son cerrados bajo el colector.

Los cálculos reales de los procesos virtuales de gluones ("fuerzas" entre los quarks, etc.) por lo tanto, nunca dividir términos a los dos tipos debido a que esta separación es solo un artefacto de no haber aprendido grupo de teoría. En cambio, todas las expresiones se suma más de tres colores de los quarks, $i=1,2,3$ índices de algún tipo, y nunca hay ninguna condición de $i\neq j$ en las cantidades, porque tal condición podría romper el $SU(3)$ simetría.

Ahora, el $r\bar r,g\bar g,b\bar b$ "bicolores de gluones" (sólo dos combinaciones de los tres están permitidos) son en realidad más cerca de los fotones de la mezcla de colores. Así que estos bicolores que producen una fuerza de atracción de una forma muy similar a como los fotones – que son los generadores de la $U(1)^2$ "Cartan subalgebra" de la $SU(3)$ grupo y de cada una de las $U(1)$ se comporta como el electromagnetismo. Es por eso que estos componentes de gluones causa de la atracción entre opuestos-cargas de signo y de la repulsión entre las cargas iguales.

Los seis fuera de la diagonal "bicolores de gluones" (y repito que el real fórmulas para las interacciones nunca separarlos del resto – están incluidas en el mismo color de acuerdo ciego suma más de color índices) causa ni atracción ni repulsión: cambian los colores de la interacción de los quarks, por lo que el color de las etiquetas de los estados inicial y final son diferentes. No tiene sentido compararlos, con la idea de que sólo los cambios de ritmo, porque eso sería como comparar manzanas y naranjas (si la fuerza es atractivo o no, depende de la relación de las fases de las amplitudes de las diferentes combinaciones de color de los quarks).

En cualquier caso, las partículas como los protones contienen quarks de colores que son "diferentes el uno del otro", por lo que estamos más cerca de la frente-cargas de signo y la mayoría de los casos se obtiene la atracción. Sin embargo, la situación es más complicada que para los fotones y el electromagnetismo, porque de los seis fuera de la diagonal de los componentes de los gluones; y porque los gluones son cargados a sí mismos de modo que la teoría incluidos sólo ellos es no lineal es decir, la interacción.

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