Κβαντική Χρωμοδυναμική

Κβαντική Χρωμοδυναμική

Quantum Chromodynamics

Κβαντική Φυσική

Ισχυρή Πυρηνική Επίδραση
Ατομικός Πυρήνας
Πρωτόνιο
Νετρόνιο

Φυσική

---

Φυσικοί Γης
Νόμοι Φυσικής
Νόμοι Φυσικής
Θεωρίες Φυσικής
Πειράματα Φυσικής
Παράδοξα ΦυσικήςΠροβλήματα Φυσικής

Φυσική

---

Μοριακή Φυσική
Ατομική Φυσική
Πυρηνική Φυσική
Σωματιδιακή Φυσική
Κβαντική Φυσική

---

Σώμα
Σωμάτιο
Σωματίδιο

---

Μόριο
Άτομο
Ατομικός Πυρήνας

---

Σωματίδια
Θεμελιώδη Σωματίδια
Στοιχειώδη Σωματίδια

---

Βοσόνιο (boson)
Φερμιόνιο (fermion)

---

Μικρόκοσμος

Ισχυρή Πυρηνική Επίδραση

Τριχρωμία Χρωματικός Κύκλος Νεύτωνα

- Ένας Επιστημονικός Κλάδος της Φυσικής.

Ετυμολογία

Η ονομασία "Χρωμοδυναμική" σχετίζεται ετυμολογικά με την λέξη "Χρώμα".

Ορισμός

Είναι ο κλάδος της Κβαντικής Πεδιακής Θεωρίας που ασχολείται με την Χρωμική Αλληλεπίδραση.

Εισαγωγή

Αν και η Κβαντική Χρωμοδυναμική αναπτύχθηκε στις ίδιες αρχές με την Κβαντική Ηλεκτροδυναμική, ωστόσο είναι μια αρκετά περίπλοκη θεωρία. Κύρια πηγή της πολυπλοκότητας αυτής είναι η πολλαπλότητα των έγχρωμων φορτίων.

Αυτό που ονομάζεται χρώμα του κυρκόνιου (quark) φαίνεται να είναι μια μορφή φορτίου, για αυτό και λέγεται φορτίο χρώματος. Βέβαια, η ονομασία αυτή δεν είναι αυθαίρετη. Έχει αποδειχθεί ότι το φορτίο χρώματος είναι υπεύθυνο στη δημιουργία των ισχυρών αλληλεπιδράσεων, όπως τα ηλεκτρικά φορτία είναι υπεύθυνα για τις ηλεκτρικές δυνάμεις.

Ο ρόλος του χρώματος

Αλλά το χρώμα έχει ορισμένες διαφορές. Ενώ τα ηλεκτρικά φορτία είναι είτε θετικά είτε αρνητικά, τα φορτία χρώματος είναι τριών ειδών. Η παρουσία των τριών ειδών φορτίων χρώματος δημιουργεί διαφορετικές συνθήκες έλξεων και απώσεων, από ό,τι στην περίπτωση της Ηλεκτροδυναμικής.

Ακριβώς όπως στον Ηλεκτρισμό τα ομώνυμα φορτία απωθούνται, έτσι απωθούνται και τα όμοια φορτία χρώματος. Αλλά για τις έλξεις οι κανόνες είναι πιο σύνθετοι. Έλκονται όχι μόνο αντίθετα χρώματα, αλλά μπορούν να έλκονται, κάτω από ορισμένες συνθήκες, και ανόμοια χρωμικά φορτία όπως π.χ. ερυθρά και κυανά κυρκόνια. Σε αυτό παίζει ρόλο η κβαντική κατάσταση των δυο έγχρωμων κυρκονίων. Επίσης τα χρωμικά φορτία, όπως και τα ηλεκτρικά, είναι προσθετικά. Για παράδειγμα το ερυθρό, το κυανό και το πράσινο μπορούν να συνδυαστούν.

Σύμφωνα με την QCD, η ισχυρή δύναμη δεν δρα μεταξύ ηλεκτρικών φορτίων (δεν βλέπει τα ηλεκτρικά φορτία) αλλά μεταξύ χρωμικών φορτίων. Επίσης, στην QCD το μέτρο της δύναμης που αναπτύσσεται μεταξύ δύο σωματίων είναι ανάλογο του γινομένου των φορτίων χρώματος. Σωμάτια που δεν έχουν φορτίο χρώματος, δεν επηρεάζονται από την ισχυρή αλληλεπίδραση.

Μηχανισμός

Αλλά και ο μηχανισμός με τον οποίο μεταβιβάζεται η ισχυρή δύναμη θεωρείται ότι είναι ανάλογος του μηχανισμού που λειτουργεί στην Ηλεκτροδυναμική:

Η αλληλεπίδραση μεταξύ δύο ηλεκτρικά φορτισμένων σωματίων περιγράφεται με την ανταλλαγή ενός τρίτου σωματίου.

Ενώ όμως στην Κβαντική Ηλεκτροδυναμική υπάρχει ένα μόνο τέτοιο σωμάτιο, το φωτόνιο, στην Κβαντική Χρωμοδυναμική υπάρχουν οκτώ άυλα γλοιόνια (gluons), μεταφέρουν όμως και αυτά χρωμικό φορτίο, κάτι που δεν συμβαίνει με το φωτόνιο (αυτό δεν μεταφέρει ηλεκτρικό φορτίο).

Αφού τα γλοιόνια μεταφέρουν φορτίο χρώματος μπορούν όχι μόνο να μεταδώσουν την Ισχυρή Αλληλεπίδραση αλλά μπορούν επίσης να αλλάξουν το χρώμα των κυρκονίων, ενώ αντίθετα η εκπομπή ή απορρόφηση των φωτονίων ποτέ δεν μπορεί να αλλάξει το ηλεκτρικό φορτίο των συμμετεχόντων σωματίων.

Υπάρχουν 8 είδη γλοιονίων.

Τα έξι από αυτά διαθέτουν από ένα χρώμα και ένα αντι-χρώμα (όχι όμως του αντίστοιχου χρώματος).

Τα άλλα δύο προέρχονται από κατάλληλους συνδυασμούς όλων των χρωμάτων και αντι-χρωμάτων, τους οποίους ορίζει επακριβώς το μαθηματικό υπόβαθρο.

Το "χρώμα" των κυρκονίων δεν μένει σταθερό, όπως η "γεύση" τους (up, down κλπ). Τα κουάρκ αλλάζουν συνεχώς το χρώμα τους καθώς ανταλλάσσουν γλοιόνια με άλλα κυρκόνια. Υπάρχουν εννέα δυνατές αλλαγές των χρωμικών φορτίων των κυρκονίων που ορίζονται από 3Χ3 πίνακες. Για παράδειγμα, ένα ερυθρό κυρκόνιο μπορεί να μεταπέσει πάλι σε ένα ερυθρό κυρκόνιο (ταυτοτικός μετασχηματισμός) ή σε ένα πράσινο κυρκόνιο ή σε ένα κυανό κυρκόνιο.

Όπως έχουμε αναφέρει προηγουμένως τα γλοιόνια μεταφέρουν χρωμικό φορτίο, ακριβώς γιατί απαιτείται να διατηρείται το συνολικό φορτίο χρώματος στις μεταπτώσεις των χρωμάτων των κυρκόνιο.

Στην Κβαντική Ηλεκτροδυναμική ένα φωτόνιο μπορεί να εκπέμπεται ή να απορροφάται από σωμάτιο το οποίο έχει οποιαδήποτε ποσότητα ηλεκτρικού φορτίου. Στην Κβαντική Χρωμοδυναμική αποδεικνύεται όμως ότι σωμάτια με φορτίο χρώματος μπορούν να αλληλεπιδρούν ανταλλάσσοντας γλοιόνια, μόνον εφόσον τα φορτία απέχουν διαστήματα που είναι πολλαπλάσια του 1/2.

Το τελικό αποτέλεσμα της ενδιάμεσης ανταλλαγής όλων αυτών των γλοιονίων, μεταξύ των κυρκονίων, είναι να παράγεται μια επίδραση που τείνει να συγκρατεί τα αλληλοεπιδρούμενα κυρκόνια μέσα σε ένα σύστημα (δηλ. μέσα σε ένα πρωτόνιο, νετρόνιο κ.α) που είναι ουδέτερο από άποψη χρώματος, δηλαδή κυρκόνια και γλοιόνια είναι μόνιμα περιορισμένα μέσα στα αδρόνια ("κυρκόνιος περιορισμός").

Λαγρασιανή=

Η Λαγρασιανή πυκνότητα (Lagrangian density) for quantum chromodynamics είναι[1] [2] [3]:

$\mathcal{L}_{\mathrm{QCD}} = \sum_n \bar \psi_n (i \hbar c\not\!D - m_n c^2) \psi_n - {1\over 4} G^\alpha {}_{\mu\nu} G_\alpha {}^{\mu\nu}$

όπου:

$D\!$ is the QCD gauge covariant derivative,

$n=1...6$ counts the quark types, and

$G^\alpha {}_{\mu\nu}\!$ is the gluon field strength tensor.

Εσωτερική Αρθρογραφία

• Ισχυρή Αλληλεπίδραση
• κυρκόνιο
• γλοιόνιο
• Ασυμπτωτική Ελευθερία
• Βαθμιδική Συμμετρία

Ιστογραφία

• Ομώνυμο άρθρο στην Βικιπαίδεια
• Ομώνυμο άρθρο στην Livepedia
• [www-np.ucy.ac.cy]
• Physics-4u
• Χρωμοδυναμική & SU(3), Ασλανίδου

Κίνδυνοι Χρήσης

Αν και θα βρείτε εξακριβωμένες πληροφορίες σε αυτήν την εγκυκλοπαίδεια ωστόσο, παρακαλούμε να λάβετε σοβαρά υπ' όψη ότι η "Sciencepedia" δεν μπορεί να εγγυηθεί, από καμιά άποψη, την εγκυρότητα των πληροφοριών που περιλαμβάνει. "Οι πληροφορίες αυτές μπορεί πρόσφατα να έχουν αλλοιωθεί, βανδαλισθεί ή μεταβληθεί από κάποιο άτομο, η άποψη του οποίου δεν συνάδει με το "επίπεδο γνώσης" του ιδιαίτερου γνωστικού τομέα που σας ενδιαφέρει." Πρέπει να λάβετε υπ' όψη ότι όλα τα άρθρα μπορεί να είναι ακριβή, γενικώς, και για μακρά χρονική περίοδο, αλλά να υποστούν κάποιο βανδαλισμό ή ακατάλληλη επεξεργασία, ελάχιστο χρονικό διάστημα, πριν τα δείτε. Επίσης, Οι διάφοροι "Εξωτερικοί Σύνδεσμοι (Links)" (όχι μόνον, της Sciencepedia αλλά και κάθε διαδικτυακού ιστότοπου (ή αλλιώς site)), αν και άκρως απαραίτητοι, είναι αδύνατον να ελεγχθούν (λόγω της ρευστής φύσης του Web), και επομένως είναι ενδεχόμενο να οδηγήσουν σε παραπλανητικό, κακόβουλο ή άσεμνο περιεχόμενο. Ο αναγνώστης πρέπει να είναι εξαιρετικά προσεκτικός όταν τους χρησιμοποιεί.

- Μην κάνετε χρήση του περιεχομένου της παρούσας εγκυκλοπαίδειας
αν διαφωνείτε με όσα αναγράφονται σε αυτήν

---

>>Διαμαρτυρία προς την wikia<<

- Όχι, στις διαφημίσεις που περιέχουν απαράδεκτο περιεχόμενο (άσεμνες εικόνες, ροζ αγγελίες κλπ.)

---