Rieth József: Anyagvilág - Háttérismeret

Gluon

TartalomjegyzékhezVilágképem <  (Planck-időszak, Kvark-időszak, Hadron-időszak)     

 

A részecskefizika területén gluonoknak nevezzük a kvarkok közötti erős kölcsönhatást közvetítő részecskéket. Ezek a részecskék a kvarkok között közvetítik a kölcsönhatást, éppúgy, mint az elektromágneses kölcsönhatást a foton. A kvantumszíndinamika (QCD) elmélete szerint ezek a közvetítők tömeg nélküli részecskék, amelyeket gluonoknak neveztek el az angol glue = ragasztó szó alapján.

 

A gluonok a kvarkok közötti erős kölcsönhatást közvetítő s őket más szubatomi részecskékké összekötő egészspinű elemi részecskék. Jelük: g; tömegük: 0; töltésük: 0; spinjük: Az erős kölcsönhatás közvetítő részecskéi  Nyolc fajta létezik belőlük, az általuk közvetített színkölcsönhatásoknak megfelelően. A gluonok kölcsönhatásban állnak egymással, közvetlenül soha nem figyelhetők meg. A bozonok közé tartoznak.

 

A gluonok a kvarkokhoz hasonlóan rendelkeznek színtöltéssel. Pontosabban egy színnel és egy antiszínnel. Például ha egy "piros -- anti-kék" színtöltésű gluon kölcsönhat egy B (kék) kvarkkal, akkor R (piros) lesz. Összesen 8 féle gluon van.

 

Az első közvetlen kísérleti bizonyítékot az 1979-es évben találtak a létezésükre, amikor három-dzsetes eseményt figyeltek meg a hamburgi DESY PETRA nevű elektron-pozitron ütköztetőjében. A mélyen rugalmatlan szórás mennyiségi vizsgálata a Stanford Linear Accelerator Centerben (SLAC) egy évtizeddel azelőtt megállapította létezésüket.

 

Az erõs kölcsönhatás forrása a színtöltés, közvetítõje a nyolc gluon, helyi szimmetriája pedig a három színnek megfelelően az SU(3) szimmetria. A gluonok tömege is zérus, tehát az erős kölcsönhatás is végtelen hatótávolságú, potenciálja viszont közelítőleg a színes részecskék távolságával egyenesen arányos. Ez annak a következménye, hogy -- a fotonnal ellentétben -- a gluonok maguk is hordozzák a színt, a kölcsönhatás forrását, tehát saját magukkal is kölcsönhatnak. Ha tehát két kvarkot megpróbálunk egymástól elválasztani, a terük energiája a távolsággal nő, mert a gluonok egyre több újabb gluont és kvark-antikvark párt keltenek közöttük, a kvarkok pedig hadronokká alakulnak, amíg az összes szín el nem tűnik; ezért nem észlelünk szabad kvarkot (kvarkbezárás).

 

A kvarkbezárás jelensége az erős kölcsönhatás alapvető jellemzője. Az erős kölcsönhatás forrása a színtöltés, közvetítője a nyolc gluon, helyi szimmetriája pedig a három színnek megfelelően az SU(3) szimmetria. A gluonok tömege zérus, tehát az erős kölcsönhatás végtelen hatótávolságú, hasonlóan az elektromágneses kölcsönhatáshoz, hiszen a fotonok tömege is egzakt zérus. A valóságban azonban nagyon is véges a hatótávolsága, mintegy 1 femtométer, potenciálja közelítőleg a színes részecskék távolságával egyenesen arányos. Ez annak a következménye, hogy - a fotonnal ellentétben - a gluonok maguk is hordozzák a színt (SU3, nemabeli, nemkommutativ mértékrendszer), a kölcsönhatás forrását, tehát saját magukkal is kölcsönhatnak. Ha tehát két kvarkot megpróbálunk egymástól elválasztani, a terük energiája a távolsággal nő, mert a gluonok egyre több újabb gluont és kvark-antikvark párt keltenek közöttük, a kvarkok pedig hadronokká alakulnak, amíg az összes szín el nem tűnik; ezért nem észlelünk szabad kvarkot, ez a kvarkbezárás jelensége.

 

TartalomjegyzékhezVilágképem <  Planck-időszak     

---------------------

http://hu.wikipedia.org/wiki/Gluon

http://modernfizika.lapunk.hu/?modul=blog&a=110480