In der Partikel-Physik ist Farbenanklage ein Eigentum von Quarken und gluons, der mit den starken Wechselwirkungen der Partikeln in der Theorie des Quants chromodynamics (QCD) verbunden ist. Farbenanklage hat Analogien mit dem Begriff der elektrischen Anklage von Partikeln, aber wegen der mathematischen Komplikationen von QCD, es gibt viele technische Unterschiede. Die "Farbe" von Quarken und gluons ist zur Sehwahrnehmung der Farbe völlig ohne Beziehung. Eher ist es ein Name für ein Eigentum, das fast keine Manifestation in Entfernungen über der Größe eines Atomkerns hat. Der Begriff Farbe wurde gewählt, weil das abstrakte Eigentum, auf das es sich bezieht, drei Aspekte hat, die analogized zu den drei primären Farben von rot, Grün, und blau sind. Vergleichsweise hat die elektromagnetische Anklage einen einzelnen Aspekt, der die Werte positiv oder negativ nimmt.

Kurz nachdem die Existenz von Quarken zuerst 1964 vorgeschlagen wurde, hat Oskar W. Greenberg den Begriff der Farbenanklage eingeführt, um zu erklären, wie Quarke innerhalb von einem hadrons in sonst identischen Quant-Staaten koexistieren konnten, ohne den Ausschluss-Grundsatz von Pauli zu verletzen. Die Theorie des Quants chromodynamics ist unter der Entwicklung seit den 1970er Jahren gewesen und setzt einen wichtigen Bestandteil des Standardmodells der Partikel-Physik ein.

Rot, grün, und blau

In QCD kann eine Farbe eines Quarks einen von drei Werten, genannt rot, grün, und blau nehmen. Ein Antiquark kann eine von drei Antifarben, genannt antirot, antigrün, und antiblau (vertreten als zyan, Purpurrot und gelb, beziehungsweise) nehmen. Gluons sind Mischungen von zwei Farben, solcher als rot und antigrün, der ihre Farbenanklage einsetzt. QCD denkt, dass acht gluons der möglichen neun Farbenantifarbenkombinationen einzigartig sind; sieh acht Gluon-Farben für eine Erklärung.

Der folgende illustriert die Kopplungskonstanten für farbenbeladene Partikeln:

Image:Quark_Colours.png|The Quark-Farben (rot, grün, blau) verbinden sich, um farbloser zu sein

Image:Quark_Anticolours.png|The Quark-Antifarben (antirot, antigrün, antiblau) verbinden sich auch, um farbloser zu sein

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Image:QCD Zwischenglied 1.png|A hadron mit 3 Quarken (rot, grün, blau) vor einem Farbwechsel

Image:QCD Zwischenglied 2.png|Blue Quark strahlt einen blau-antigrünen gluon aus

Image:QCD Zwischenglied 3.png|Green hat Quark den blau-antigrünen gluon absorbiert und ist jetzt blau; Farbe bleibt erhaltener

File:Neutron QCD Zeichentrickfilm des Zeichentrickfilms gif|An der Wechselwirkung innerhalb eines Neutrons.

Die gluons werden als Kreise mit der Farbenanklage im Zentrum und der Antifarbenanklage auf der Außenseite vertreten.

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Kopplungskonstante und Anklage

In einer Quant-Feldtheorie sind eine Kopplungskonstante und eine Anklage verschiedene, aber zusammenhängende Begriffe. Die Kopplungskonstante setzt den Umfang der Kraft der Wechselwirkung; zum Beispiel, in der Quant-Elektrodynamik, ist die unveränderliche Feinstruktur eine Kopplungskonstante. Die Anklage in einer Maß-Theorie ist mit der Weise verbunden, wie sich eine Partikel unter der Maß-Symmetrie verwandelt; d. h., seine Darstellung unter der Maß-Gruppe. Zum Beispiel hat das Elektron Anklage-1, und der Positron hat Anklage +1, andeutend, dass die Maß-Transformation entgegengesetzte Effekten auf sie in einem Sinn hat. Spezifisch, wenn eine lokale Maß-Transformation φ (x) in der Elektrodynamik angewandt wird, dann findet man

:: und

wo das Foton-Feld ist, und das Elektronfeld mit ist (eine zu Ende Bar zeigt sein Antiteilchen - der Positron an). Da QCD eine non-abelian Theorie ist, sind die Darstellungen, und folglich die Farbenanklagen, mehr kompliziert. Sie werden in der folgenden Abteilung befasst.

Quark und gluon Felder und Farbenanklagen

In QCD ist die Maß-Gruppe die non-Abelian Gruppe SU (3). Die laufende Kopplung wird gewöhnlich durch α angezeigt. Jeder Geschmack nach dem Quark gehört der grundsätzlichen Darstellung (3) und enthält einen Drilling von durch ψ zusammen angezeigten Feldern. Das Antiquark-Feld gehört der komplizierten verbundenen Darstellung (3) und enthält auch einen Drilling von Feldern. Wir können schreiben

:: und

Der gluon enthält ein Oktett von Feldern, gehört der adjoint Darstellung (8), und kann mit dem Gell-Mann matrices als geschrieben werden

::

Alle anderen Partikeln gehören der trivialen Darstellung (1) von Farben-SU (3). Die Farbenanklage von jedem dieser Felder wird durch die Darstellungen völlig angegeben. Quarke haben eine Farbenanklage von rot, Grün oder Blau, und Antiquarke haben eine Farbenanklage von antirot, Antigrün oder Antiblau. Gluons haben eine Kombination von zwei Farbenanklagen (einer von roten, Grün oder Blau und einer von antiroten, Antigrün und Antiblau) in einer Überlagerung von Staaten, die vom Gell-Mann matrices gegeben werden. Alle anderen Partikeln haben Nullfarbenanklage. Mathematisch sprechend, ist die Farbenanklage einer Partikel der Wert eines bestimmten quadratischen Maschinenbedieners von Casimir in der Darstellung der Partikel.

Auf der einfachen Sprache eingeführt vorher werden die drei Indizes "1", "2" und "3" im Quark-Drilling gewöhnlich oben mit den drei Farben identifiziert. Die bunte Sprache verpasst den folgenden Punkt. Eine Maß-Transformation in Farben-SU (3) kann als ψ  Uψ geschrieben werden, wo U 3 × 3 Matrix ist, die der Gruppe SU (3) gehört. So, nach der Maß-Transformation, sind die neuen Farben geradlinige Kombinationen der alten Farben. Kurz gesagt, die vereinfachte Sprache eingeführt ist vorher nicht messen invariant.

Farbenanklage wird erhalten, aber die daran beteiligte Buchhaltung ist mehr kompliziert als gerade das Zusammenzählen der Anklagen, wie in der Quant-Elektrodynamik getan wird. Eine einfache Weise, das zu tun, ist, auf den Wechselwirkungsscheitelpunkt in QCD zu schauen und es durch eine Rassenschranke-Darstellung zu ersetzen. Die Bedeutung ist das folgende. Lassen Sie ψ den i-th Bestandteil eines Quark-Feldes vertreten (lose hat die I-Th-Farbe genannt). Die Farbe eines gluon wird durch ähnlich gegeben, der der besonderen Matrix von Gell-Mann entspricht, mit der sie vereinigt wird. Diese Matrix hat Indizes i und j. Das sind die Farbenetiketten auf dem gluon. Am Wechselwirkungsscheitelpunkt hat man qg+q. Die Rassenschranke-Darstellung verfolgt diese Indizes. Farbenanklage-Bewahrung bedeutet, dass die Enden dieser Rassenschranken entweder im anfänglichen oder endgültigen Staat gleichwertig sein müssen, dass keine Linien in der Mitte eines Diagramms brechen.

Da gluons Farbenanklage tragen, können zwei gluons auch aufeinander wirken. Ein typischer Wechselwirkungsscheitelpunkt (hat den drei gluon Scheitelpunkt genannt), für gluons schließt g+gg ein. Das wird hier zusammen mit seiner Rassenschranke-Darstellung gezeigt. Die Rassenschranke-Diagramme können in Bezug auf Bewahrungsgesetze der Farbe neu formuliert werden; jedoch, wie bemerkt, vorher, ist das nicht ein Maß invariant Sprache. Bemerken Sie, dass in einer typischen Non-Abelian-Maß-Theorie das Maß boson die Anklage der Theorie trägt, und folglich Wechselwirkungen dieser Art hat; zum Beispiel, der W boson in der electroweak Theorie. In der electroweak Theorie trägt der W auch elektrische Anklage, und wirkt folglich mit einem Foton aufeinander.

Siehe auch

• Farbenbeschränkung

Weiterführende Literatur

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