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什么是胶子它们是如何作为相互作用的力载体的?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-08-26 09:12:52

胶子是量子色动力学的力载体粒子,或称色力。为了理解,我们需要一些背景知识。

Gell-Mann在1963年用夸克理论让我们第一次看到了强子内部,他用的是他两年前的八倍法。使用SU(3)模型,茨威格发展了一个更具数学意义的夸克理论(他称之为ace)。

1965年,Struminsky提出了一个可能的新自由度来解释为什么Ω−重子有三个平行的奇异夸克自旋。这个问题与Δ+ +验证重子有三个夸克自旋平行。这种新的自由度最终会变成颜色力。格林伯格提出了另一个SU(3)自由度,而Han和Nambu则提出了色力[8]的胶子理论。不幸的是,所有这些进展都被寻找自由夸克的问题所阻碍。盖尔曼解释说,夸克不能被直接观测到,因为它们被限制了,但是总的来说,这个理论是不完整的。当费曼的parton模型[9]在1969年被实验证实时,夸克的存在是显而易见的。

1973年,渐近自由解决了限制,表明自由夸克不可能被观测到,但使用摄动理论可以对实验做出准确的预测。

这个想法在那年晚些时候被纳入了色彩力量。盖尔-曼用杨-米尔斯理论建立了量子色动力学,并解释了胶子作为色力的工作原理。胶子和夸克有“红”、“蓝”和“绿”的颜色来区分彼此,并遵循泡利不相容原理。完成了量子色动力学。

不幸的是,最后一种说法并不正确,原因有二。

我们没有能够证明由渐近自由引起的质量隙的存在,也没有能够形成量子Yang-Mills理论。我们将需要一个严格的数学证明来成功地确保Yang-Mills理论在量子力学中起作用,同时胶子的质量值的下界是正的。

第二个问题是强CP问题。拉格朗日形式的QCD自然有导致CP违反的条款,但实验没有发现任何。迄今为止最好的解释是1977年的Pecci-Quinn理论,它预测了U(1)对称下的轴子。维尔切克和温伯格预测的原始戈德斯通玻色子[18]不再正确,因为轴子必须有质量,使其成为一个伪戈德斯通玻色子。幸运的是,用轴子可能很快就能解决强CP问题。xenon1的研究人员不相信他们最近发现的可能是太阳轴子,这表明暗物质是解决强CP问题的轴子。
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