Оглавление
Gluon
-
Основы квантовой хромодинамики
- Квантовая хромодинамика (КХД) – это теория сильных взаимодействий, которая описывает глюоны как частицы, ответственные за эти взаимодействия.
- Глюоны являются переносчиками сильного взаимодействия и имеют квантовое число цвета.
- КХД предсказывает существование восьми типов глюонов, которые образуют “октет” и не могут быть объединены в другие состояния.
-
Цветные состояния и кварки
- Кварки имеют три цвета и являются фундаментальными частицами, которые взаимодействуют с глюонами.
- Глюоны могут быть в различных цветовых состояниях, которые не соответствуют наблюдаемым цветам кварков.
- Кварки и глюоны образуют адроны, которые являются основными строительными блоками материи.
-
Цветная симметрия и глюоны
- КХД основана на цветовой симметрии SU(3), которая запрещает существование глюонов в состоянии с нулевым цветом.
- Эксперименты подтверждают, что КХД имеет SU(3) симметрию, а не U(3), что привело бы к другому поведению глюонов.
-
Конфайнмент и экзотические адроны
- Глюоны участвуют в сильных взаимодействиях, которые ограничивают их в “струноподобные” объекты, называемые “флюонными трубками”.
- Флюонные трубки ограничивают диапазон сильного взаимодействия до 10^-15 метров, что примерно равно размеру нуклона.
- Существуют гипотезы о существовании экзотических адронов, состоящих исключительно из глюонов.
-
Экспериментальные наблюдения
- КХД подтверждается наблюдениями за фрагментацией кварков и глюонов, которые приводят к образованию адронов.
- Эксперименты показали, что глюоны имеют спин, равный единице, и играют важную роль в сильных взаимодействиях между кварками.
- Измерения плотности глюонов в протоне и их вклада в спин протона были проведены экспериментами H1 и ZEUS.
-
Цветное конфайнмент и кварки
- Эксперименты показали, что свободные кварки не могут быть обнаружены, что подтверждает конфайнмент цвета.
- Однако были обнаружены случаи одиночного производства топ-кварков, что указывает на возможность существования глюболов.
-
Деконфайнмент и кварк-глюонная плазма
- В 2000 году было заявлено о деконфайнменте, что указывает на новое состояние материи – кварк-глюонную плазму.
- Кварк-глюонная плазма была подтверждена экспериментами на коллайдерах RHIC и LHC.
-
Исследования и финансирование
- В США проводятся исследования глюонов в различных лабораториях, включая Jefferson Lab и Brookhaven National Laboratory.
- В 2019 году Brookhaven National Laboratory получила финансирование на строительство нового электрон-ионного коллайдера.
Полный текст статьи: