Kwantechromodünamik

D Kwantechromodünamik (churz QCD) isch e Kwantefäldtheorii wo die starki Wäggselwirkig beschribt, d Wäggselwirkig vo Kwark und Gluone, also vo de fundamentale Baustäi vo de Atomkärn.

D QCD isch wie d Kwanteelektrodünamik (QED) en Äichtheorii. D QED basiert aber uf dr abelsche Äichgrubbe U(1) und beschribt d Wäggselwirkig vo elektrisch gladnige Däili (z. B. Elektron oder Positron) mit Photone, wo kä Laadig häi, wääred d Äichgrubbe vo dr QCD, die SU(3), nit-abelsch isch. D Wäggselwirkigsdäili vo dr QCD si d Gluone und an Blatz vo dr elektrische Laadig als Erhaltigsgröössi chunnt d Farblaadig (vo do chunnt dr Naame Chromodünamik).

Analog zur QED, wo nume d Wäggselwirkig vo elektrisch gladnige Däili betrifft, behandlet d QCD usschliesslig Däili mit „Farblaadig“ und das si d Kwark. Kwark häi drei verschidnigi Farblaadige, wo as root, grüen und blau bezäichnet wärden, aber nüt z due häi mit Farbe wie mä sä im dääglige Lääbe kennt. D Zaal vo de Farbe entspricht em Grad vo dr Äichgrubbe vo dr QCD, also dr SU(3).

D Wällefunkzioone vo de Baryone si antisümmetrisch im Bezug uf d Farbindex, wie s s Paulibrinzip will. Im Underschiid zum elektrisch nöitrale Foton in dr QED häi aber d Gluone sälber e Farblaadig und wäggselwirke dorum mitenander. D Farblaadig vo de Gluone bestoot us äinere Farb und äinere Anti-Farb, so dass bim Usdusche vo Gluone d Kwark mäistens iiri „Farb ändere“. D Wäggselwirkig vo de Gluone macht, ass d Aaziejigschraft zwüsche de Kwark grösser wird, wenn si witer von enander äwägg si, äänlig wie bin ere gspannte, seer stife Fäädere oder eme Gummifaade. Wenn d Spannig z grooss wird, risst dr Faade – in dr QCD wird in dere Analogii wenn dr Abstand gröösser wird as e gwüssi Distanz, d Fäldenergii eso grooss, ass si in Materie umgsetzt wird und nöiji Mesone bildet wärde. Dorum findet mä nie äinzelni Kwark: si existiere nume in bundnige Zueständ as Hadrone (Confinement). S Proton und s Neutron, wo män ä au Nukleone säit, wil d Atomkärn us ene zämmegsetzt si, und d Pione sin Bischbil für Hadrone. Zu de Objekt, wo vo dr QCD beschriibe wärde, ghööre au hüpothetischi Hadrone wie d Tetra- und Pentakwark.

Wil d Kwark en elektrischi und au e Farblaadig häi, wärde si vo dr elektromagnetische und au vo dr starke Wäggselwirkig beiiflusst. Wil die elektromagnetischi Wäggselwirkig aber seer vil schwecher isch as die starki^[2] , cha mä iire Iifluss bi dr Wäggselwirkig vo Kwark injoriere und sich uf en Iifluss vo dr Farblaadig beschränke.

Wäge iirer nitabelsche Struktur und iire hooche Koppligssterkene si Rächnige in dr QCD hüfig lang und kompliziert. Erfolgriichi kwantitativi Rächnige stamme mäistens us dr Stöörigstheorii oder vo Kompiutersimulazioone. D Gnauigkäit vo de Brognoose lit tüpischerwiise im Brozäntberiich. Eso het mä e Hufe vo de theoretisch vorusgsäite Wärt experimentell chönne werifiziere.

D Kwantechromodünamik isch e wääsentlige Bestanddäil vom Standardmodäll vo dr Elementardäilifüsik.

Litratuur

Christoph Berger: Elementarteilchenphysik. Springer, Berliin 2006. ISBN 3-540-23143-9.
Walter Greiner, Andreas Schäfer: Quantenchromodynamik. In: Theoretische Physik Bd.10. Harri Deutsch, 2007. ISBN 3-8171-1618-7.
Harald Fritzsch: Quarks – Urstoff unserer Welt. Aktualisierte Neuausgabe. Piper Verlag, Münche 2006. ISBN 978-3-492-24624-8.
Harald Fritzsch: Elementarteilchen. C.H.Beck, Münche 2004, ISBN 3-406-50846-4.
Günther Dissertori u. a.: Quantum chromodynamics – high energy experiments and theory. Clarendon, Oxford 2005. ISBN 0-19-850572-8
Pietro Colangelo u. a.: QCD@WORK – Theory and Experiment. American Inst. of Physics, Melville, NY 2001. ISBN 0-7354-0046-6

Weblingg

Stephen L. Adler: Remarks on the History of Quantum Chromodynamics (PDF; 87 kB)

Fuessnoote

↑ M. Cardoso et al., Lattice QCD computation of the colour fields for the static hybrid quark-gluon-antiquark system, and microscopic study of the Casimir scaling, Phys. Rev. D 81, 034504 (2010), (aps, arXiv)
↑ D Sterki vo dr elektromagnetische Wäggselwirkig isch dur die Sommerfeldschi Fiinstrukturkonstante $e^{2}/(\hbar c)\,\,(\approx 1/137)$ kennzäichnet, wääred dr entsprächendi Parameter vo dr starke Wäggselwirkig vo dr Gröössenordnig 1 isch.

Dä Artikel basiert uff ere fräie Übersetzig vum Artikel „Quantenchromodynamik“ vu de dütsche Wikipedia. E Liste vu de Autore un Versione isch do z finde.

[1] M. Cardoso et al., Lattice QCD computation of the colour fields for the static hybrid quark-gluon-antiquark system, and microscopic study of the Casimir scaling, Phys. Rev. D 81, 034504 (2010), (aps, arXiv)

[2] D Sterki vo dr elektromagnetische Wäggselwirkig isch dur die Sommerfeldschi Fiinstrukturkonstante $e^{2}/(\hbar c)\,\,(\approx 1/137)$ kennzäichnet, wääred dr entsprächendi Parameter vo dr starke Wäggselwirkig vo dr Gröössenordnig 1 isch.

[1]

[2]