kvantekromodynamikk

Kvantekromodynamikk er en kvantefeltteori for sterk vekselvirkning mellom kvarker, som er de fundamentale partiklene som bygger opp for eksempel kjernepartiklene proton og nøytron.

Faktaboks

Etymologi
engelsk quantum chromodynamics, forkortelse QCD

Ordet kromo viser i denne sammenhengen til en egenskap ved kvarkene, et ladningstall (kvantetall) kalt farge (se fargeladning). Det må presiseres at ordet farge brukt i denne sammenhengen ikke har noe med vanlig optisk farge å gjøre.

Fargeladning er opphav til fargekrafta, det vil si den sterke vekselvirkninga som binder kvarkene sammen til baryoner og mesoner. Kjernekreftene kan så avledes av fargekreftene på tilsvarende måte som kreftene mellom atomer og molekyler kan avledes av de elektromagnetiske kreftene mellom elektroner og protoner.

Ved store energier kan de sterke kreftene mellom kvarker beskrives som utveksling av ett eller flere gluoner, som det er åtte typer av. Dette er analogt til at elektromagnetiske krefter kan beskrives ved utveksling av fotoner. Men det er en viktig forskjell på kvanteelektrodynamikk og kvantekromodynamikk. Fotonet, som formidler kreftene mellom elektrisk ladde partikler, har ikke sjøl noen elektrisk ladning. I kvantekromodynamikk derimot, er gluonene sjøl bærere av fargeladning, og kan også vekselvirke med andre gluoner. Denne egenskapen ved kvantekromodynamikk fører til at fargekreftene blir sterkere ved større avstander. I kvanteelektrodynamikk minker de med økende avstand. Ved avstander større enn omkring 1/4 av nukleonradien eller mer, som svarer til energier omkring 1 GeV eller mindre, blir fargekreftene så sterke at man ikke lenger kan beskrive dem som utveksling av ett eller flere gluoner. (Nukleonradien er ca. en fermi = 10–15m. Hvileenergien til protoner og nøytroner er ca. 0.94 GeV). Alt tyder på at kvarkene aldri vil kunne rives løs fra et hadron.

For store avstander kan en utføre numeriske simuleringer av teorien, men det kreves svært mye datakraft, og den statistiske usikkerheten for resultatene er fortsatt stor. Derfor brukes ofte mer eller mindre gode antagelser og modeller for å beskrive hva som skjer i energiområdet der gluonutvekslingsbildet ikke er gyldig. I dette energiområdet kan det også være en god approksimasjon å betrakte nukleoner og pioner (π-mesoner) som fundamentale partikler, men den tilsvarende teorien vil inneholde mange parametere som må bestemmes eksperimentelt, eller ved hjelp av modeller.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg