Vězení
Jako Confinement ( anglicky pro, inkluze) se ve fyzice částic označuje jev, kdy částice s barvivem nenastávají izolované. Takže přijdou kvarky a gluony pouze vázané stavy dříve a v zásadě nemohou být měřeny jako volné částice .
Kompletní teoretický popis tohoto experimentálního nálezu stále čeká.
Experimentální zjištění
V přírodě a v experimentech pouze barevně neutrální objekty, tj. H. Lze pozorovat mezony (dvojice kvark-antikvark) nebo baryony (tři kvarkové stavy). Kvarky a gluony jsou v těchto stavech pouze „ uzavřené “ a nejsou volné. Pokusy „oddělit“ kvarky vysokými energiemi vyústily ve spontánní spárování kvarků a antikvarků. Předpokládá se, že se gluony mohou spojit a vytvořit glueballs , což jsou měřitelné vazebné stavy bez valenčních kvarků .
Teoretické pozadí
V kontextu kvantové chromodynamiky ( Kvantová teorie pole ze silné interakce ), při porodu se vztahuje k barevné náboje kvarků a gluonů: barevné poplatky ve třech typech, a každá barva náboj má opačný proti barevný náboj. Pokud částice obsahuje celkem jednu jednotku barevného náboje a jednu jednotku odpovídajícího barevného náboje, je z hlediska barevného náboje neutrální. Stejně tak částice, ve které se každý ze tří barevných nábojů (nebo každý ze tří barevných nábojů) vyskytuje ve stejné síle, je barevně nábojově neutrální. Obecněji řečeno, uvěznění znamená: „V přírodě se vyskytují pouze barevně neutrální objekty.“ Neexistence (nevyhnutelně barevně nabitých) volných individuálních kvarků, takzvaných současných kvarků , je tedy zvláštním případem tohoto obecnějšího formulace. Má to také za následek, že silná interakce má jen velmi krátký dosah , protože navenek není „viditelný“ žádný barevný náboj.
Pomocí počítačových simulací lze ukázat, že mezi dvěma statickými kvarky (generování páru je potlačeno) se vyvíjí potenciál, který lineárně roste se vzdáleností. Lineární potenciál vede k síle, která zůstává konstantní s rostoucí vzdáleností, na rozdíl od z. B. Gravitace a elektromagnetismus , jejichž síla kvadraticky klesá s rostoucí vzdáleností. Tento lineární potenciál je vysvětlen skutečností, že v důsledku barevného náboje se gluony spojují a vytvářejí pramen, jehož energie se zvyšuje s délkou. Oddělení jedné barevně nabité částice od zbytku by proto vyžadovalo extrémně vysokou energii. Oddělení kvarků od gluonů je proto možné pouze za určitých podmínek a po velmi krátkou dobu. Ve skutečnosti samozřejmě energie neroste do nekonečna. Z určité energie (tj. Určité vzdálenosti mezi kvarky) mohou vzniknout nové dvojice kvark-antikvark, které se spojí s předchozími a vytvoří nové bezbarvé stavy. Tento efekt je známý jako „lámání řetězců“.
Přesné mechanismy, kterými je pramen vytvořen, souvisejí s vzájemnou interakcí gluonů a jejich interakcí s fluktuacemi vakua a jsou předmětem současného výzkumu. Existují různé scénáře, jak může tento pramen vzniknout. Jednotný obraz se ještě neprosadil. Úplné porozumění porodu vyžaduje vývoj vhodných metod k řešení problémů mnoha těles v rámci kvantové chromodynamiky .
Jiná použití pojmu "uvěznění"
Potenciálová jáma je často označován jako kvantové mechaniky uzavřeném obalu ( lokalizace ).
Viz také
Individuální důkazy
- ^ A b R. Alkofer a J. Greensite: Quark Confinement : The Hard Problem of Hadron Physics . In: Journal of Physics . G, č. 34 , 2007, doi : 10,1088 / 0954-3899 / 34/7 / S02 , arxiv : hep-ph / 0610365 .
- ↑ Christof Gattringer a Christian B. Lang : Kvantová chromodynamika na mřížce: úvodní prezentace . 1. vydání. Springer, 2009, ISBN 978-3-642-01849-7 .