En la física de partícula, la carga de color del es una característica de los Quarks y de los Gluons que se relacionan con sus interacciones fuertes en el contexto del chromodynamics (QCD) de Quantum. Esto tiene analogías con la noción de la carga eléctrica de partículas, pero debido a las complicaciones matemáticas de QCD, hay muchas diferencias técnicas. El " color" de quarks y de gluons no tiene nada hacer con la opinión visual del color; algo, es un nombre caprichoso para una característica que no tenga casi ninguna manifestación en las distancias sobre el tamaño de un núcleo atómico . El " del término; color" sí mismo se deriva simplemente del hecho de que la característica que describe tiene tres aspectos (análogos a los tres colores primarios ), en comparación con el solo " aspect" de la carga electromágnetica.

Poco después de que la existencia de quarks primero fue propuesta en 1964, el Óscar W. Greenberg introdujo la noción de la carga de color para explicar cómo los quarks podrían coexistir dentro de algunos Hadrons en los estados de otra manera idénticos y todavía satisfacer el principio de exclusión de Pauli . El concepto resultó ser útil. El chromodynamics de Quantum ha estado en el desarrollo desde los años 70 y constituye un ingrediente importante en el modelo estándar de la física de partícula.

Rojo, verde, y azul

Uno puede decir que el color de un quark puede tomar uno de tres valores: " red", " green", o " blue" ; y que un antiquark puede tomar uno del " tres; anticolors", a veces llamado " antired", " antigreen" y " antiblue" (representado de vez en cuando como ciánico, magenta y amarillo, respectivamente). En la misma vena puede ser dicho que los gluons son mezclas de dos colores: por ejemplo rojo-antigreen, y éste constituye su carga de color. QCD considera ocho gluons de los nueve colores/combinaciones posibles del anti-color ser únicos; ver el Gluon por la razón de esto. También ver los constantes del acoplador 'para la clarificación del material siguiente.

Constante y carga de acoplamiento

En una teoría de campo de Quantum la noción de un que junta constante y una carga son diferentes pero relacionadas. El constante del acoplador fija la magnitud de la fuerza de la interacción; por ejemplo, en la electrodinámica de Quantum, el constante de estructura fina es un que junta constante. La carga en una teoría del calibrador tiene que hacer con la manera que una partícula transforma bajo simetría del calibrador; es decir, su representación bajo grupo del calibrador. Por ejemplo, el electrón tiene carga -1 y el positrón tiene carga +1, implicando que la transformación del calibrador tiene enfrente de efectos sobre ellos en un cierto sentido. Específicamente, si un φ local de la transformación del calibrador (x) se aplica en electrodinámica, después uno encuentra el $A\_\; \backslash \; MU\; del\; del$
\ a A_ \ mu+ \ partial_ \ MU \ phi (x),     $\backslash \; PSI\; \backslash \; a\; \backslash \; \; del\; exp\; \backslash \; de\; psi$; and  $\backslash \; overline\; \backslash \; PSI\; \backslash \; a\; \backslash \; exp\; \backslash \; overline\; \backslash \; psi$ donde está el campo del fotón, y el $el$ A\_\; \backslash \; mu$\backslash \; psi$ es el campo del electrón con $Q=-1$ (una barra sobre el $\backslash \; psi$ denota su &mdash de la antipartícula; el positrón). Puesto que QCD es una teoría abeliana non-, las representaciones, y por lo tanto las cargas de color, ser más complicado. Se ocupan en de la sección siguiente.

Campos del Quark y del gluon y cargas de color

En QCD el grupo del calibrador es el no-Abeliano SU del grupo (3) . El acoplador corriente es denotado generalmente por α_s. Cada sabor del quark pertenece a la representación fundamental ( 3 ) y contiene un trío de los campos juntos denotados por el ψ. El campo del antiquark pertenece a la representación conyugal compleja ( 3^* ) y también contiene un trío de campos. Nosotros puede escribir


$\backslash \; PSI\; =\; \backslash \; comienzan\; \{\}\; \backslash \; psi\_1\; \backslash \; \backslash \; \backslash \; psi\_2\; \backslash \; \backslash \; \backslash \; psi\_3\; del\; pmatrix\; \backslash \; \; del\; extremo\; \{pmatrix\}$; and  $\backslash \; overline\; \backslash \; PSI\; =\; \backslash \; comienzan\; \{\}\; \backslash \; overline\; \backslash \; psi^*\_1\; \backslash \; \backslash \; \backslash \; overline\; \backslash \; psi^*\_2\; \backslash \; \backslash \; \backslash \; overline\; \backslash \; psi^*\_3\; \backslash \; extremo\; \{pmatrix\}\; del\; pmatrix.$ El gluon contiene a octeto de campos, pertenece a la representación ( 8 ) de Adjoint, y se puede escribir usar las matrices de Gell-Mann como _ \ MU = A_ \ mu^a \ lambda_a. del $del\; del$
{\ mathbf A} El resto de las partículas pertenecen a la representación trivial ( 1 ) SU del color (3) . La carga de color del de cada uno de estos campos es especificada completamente por las representaciones. Los Quarks y los antiquarks tienen carga de color 4/3, mientras que los gluons tienen carga de color 8. El resto de las partículas tienen carga de color cero. Matemáticamente hablando, la carga de color de una partícula es el valor de cierto operador de Casimiro cuadrático en la representación de la partícula.

En la lengua simple introducida previamente, el " de tres índices; 1", " 2" y " 3" en el trío del quark antedicho se identifican generalmente con los tres colores. La lengua colorida falta el punto siguiente. Una transformación del calibrador en el color SU (3) se puede escribir como ψ  del ; →  Uψ, donde está una matriz el U 3X3 que pertenece al grupo SU (3). Así, después de transformación del calibrador, los nuevos colores son combinaciones lineares de los viejos colores. En fin, la lengua simplificada introducida antes no es calibrador invariante.

Se conserva la carga de color, pero la contabilidad implicada en esto es más complicada que apenas agregando encima de las cargas, como se hace en electrodinámica del quántum. Una manera simple de hacer esto es mirar la cima de la interacción en QCD y substituirla por a línea de color representación. El significado es el siguiente. Dejar ψ_i representar el i - componente del th de un campo del quark (libremente llamado el i - color del th). El color del de un gluon es dado semejantemente por el un que corresponda a la matriz particular de Gell-Mann que se asocia a. Esta matriz tiene el i de los índices y j . Éstas son las etiquetas del color del en el gluon. En la cima de la interacción una tiene q_i→g_ij+q_j . La color-línea representación del de sigue estos índices. La conservación de la carga de color significa que los extremos de estas color-líneas deben estar en el estado inicial o final, equivalente, que ningunas líneas rompen en el medio de un diagrama.

Puesto que los gluons llevan la carga de color, dos gluons pueden también obrar recíprocamente. Una cima típica de la interacción (llamada la cima del gluon tres) para los gluons implica el g+g→g . Esto se demuestra aquí, junto con su línea de color representación. La color-línea diagramas se puede exponer en forma modificada en términos de leyes de conservación del color; sin embargo, según lo observado antes, esto no es una lengua invariante del calibrador. Observar eso en una teoría no-Abeliana típica del calibrador que el bosón de calibrador lleva la carga de la teoría, y por lo tanto tiene interacciones de esta clase; por ejemplo, el bosón del W en la teoría de Electroweak. En la teoría del electroweak, el W también lleva la carga eléctrica, y por lo tanto obra recíprocamente con un fotón.

Ver también

Chromodynamics de Quantum y modelo estándar de la física de partícula
SU (3) teoría del calibrador del, Quarks de los Hadrons y Gluons

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Zenithic

Broadkill River

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