В теории квантовой хромодинамики (квантовая хромодинамика, или КХД), которая используется сегодня для описания сильного взаимодействия, обмен глюонами происходит при взаимодействии частиц с цветовым зарядом. Когда два кварка обмениваются глюоном, их цветовой заряд меняется; глюон принимает антицвет, компенсирующий потерю кварка, а также новый цветовой заряд кварка.
Поскольку сами глюоны несут цветовой заряд (и антизаряд), они также могут взаимодействовать с другими глюонами, что очень усложняет математический анализ сильного взаимодействия.
Первый экспериментальный след глюонов был обнаружен в начале 1980-х годов на ускорителе частиц PETRA (электрон-позитронные столкновения) лаборатории DESY в Гамбурге, когда было сделано доказательство столкновения трех струй: таким образом, третья струя была приписана испускание глюона одним из образовавшихся кварков.
Содержание
Почему их всего 8, а не 9?
Априори может быть 9 типов глюонов, по одному на каждую комбинацию цветового заряда и антизаряда (красный, зеленый, синий и антикрасный, антизеленый, антисиний), что дало бы следующие глюоны:
Фактически, с математической точки зрения существует бесконечное количество глюонов, каждый из которых может быть представлен линейной комбинацией 9 основных состояний (также называемых собственными состояниями), перечисленных выше.
Однако квантовая хромодинамика учит нас, что следующая линейная зависимость связывает 3 фундаментальных состояния, поскольку полностью нейтральные с точки зрения цвета состояния не взаимодействуют сильным взаимодействием:
Это означает, что 9 основных состояний, упомянутых выше, больше не являются независимыми, это соотношение уменьшается на 1 количество соответствующих степеней свободы. Доступно только 8 степеней свободы, следовательно, 8 линейно независимых фундаментальных состояний, следовательно, 8 глюонов.
Глюоны и гравитация
Знаете ли вы, что глюоны действуют как клей, который связывает кварки вместе, образуя протоны и нейтроны? Научный термин гласит, что глюоны — это элементарные частицы, которые действуют как обменная частица для сильного ядерного взаимодействия между кварками.
Глюоны склеивают кварки вместе в протоны и нейтроны, а также удерживают ядра атомов вместе. Большая часть массы протона или нейтрона является результатом сильной энергии силового поля. Только 1% массы приходится на кварки.
Другими словами, глюоны являются переносчиками силы и являются калибровочными бозонами. Таким образом, вы можете думать о них как о том, что они сделаны из энергии.
Эта сила склеивания (цвета) наблюдается в 2 диапазонах. На небольшом атомном расстоянии он удерживает кварки вместе, образуя протоны и нейтроны, а на чуть большем расстоянии он связывает протоны и нейтроны в ядре атома. Я не собираюсь обсуждать здесь цветовую силу глюонов, потому что мы говорим о гравитации.
Эти частицы действуют как гравитация
Интересно, оказывает ли глюонная сила еще один эффект на большее расстояние?
В отличие от других сил, сильное взаимодействие увеличивается, когда расстояние между кварками увеличивается. Он достигает силы 10,00 ньютонов и остается там. Если их растянуть дальше, образуется новая пара кварков.
Во время Большого взрыва высокая энергия излучения создала кварк-глюонную плазму. Реакция была примерно такой.
Высокочастотная энергия, подобная фотонам, вошла в 6-е измерение, чтобы создать нашу Вселенную. Измерения — это инструменты, необходимые для создания Вселенной. Энергия мгновенно разделяется на материю и антивещество.
5-е измерение получает обычную энергию, а 5-е измерение получает антивещество. Эта энергия была запутана и встретится снова, когда закончится Вселенная.
Затем энергии вызвали инфляционную реакцию, ускоряющуюся за пределы 4-го измерения. Остывая через 10 ^ -22 секунды, энергии входят в 3-е измерения.
Теперь формируется поле Хиггса и замедляет реакцию. Энергия набирает массу и образует фотоны высокой энергии с массой. Вселенная непрозрачна для света.
Затем температура падает настолько, что образуется плазма из электронов, кварков и глюонов. После того, как весь свет израсходован, Вселенная переходит в темный период.
Создание гравитации
Когда инфляционная реакция встречалась с полем Хиггса, гравитация добавлялась к частицам в кварк-глюонной плазме. Это было началом гравитации. Забудьте о пространственно-временной гравитации, которую изобрел Эйнштейн.
Во время Темной эры плазма образовалась в атомы водорода и гелия. Кварки слипаются под действием глюонной силы. Частицы создают атомы, а гравитация берет верх, создавая звезды.
Атомы и молекулы всегда вибрируют, и внутри звезд горячие атомы сильно возбуждаются высокой температурой. Глюоны удерживают протоны и нейтроны вместе.
Когда кварки внутри ядра вибрируют, они движутся со скоростью света. Вот почему глюоны создают сильную силу, удерживающую ядро вместе.
Эта дополнительная сила распространяется в силовое поле гравитации вокруг частиц.
Согласно квантовой теории относительности, горячие атомы будут весить больше, чем холодные атомы. Это происходит из-за дополнительной силы, которую проявляют глюоны.
Начало черных дыр
Уже через 300 миллионов лет после большого взрыва образовались черные дыры. Что черные дыры делали в ранней Вселенной? Вот так энтропия начинает увеличивать хаос. Поток вселенской энергии использует эту энтропию, создавая черные дыры.
Миллионы черных дыр в 3-м измерении собирают случайную материю силой гравитации. Черная дыра образуется, когда звезда подвергается реакции сверхновой. Черные дыры подобны дверям в более высокочастотное измерение.
Глюоны внутри черных дыр обладают способностью преобразовывать материю в более высокие частоты. Эта материя исчезает, и мы называем ее Темной Материей.
Популяризация
Глюон также известен как живое существо, представляющее саму сущность неодушевленного объекта, представителем которого он является. Все это в знаменитой программе для молодежи «Телечат», созданной в 80-х Роландом Топором.
Ведущие этого шоу имитируют ток-шоу, страус Лола и кошка Ворчун, регулярно брали интервью у таких разнообразных глюонов, как сливочный пирог или дырочный глюон, первый обнаруженный глюон.
Следует также отметить, что ходит много слухов, объясняющих, и это для того, чтобы придать им правдоподобный аспект, что световые мечи в саге «Звездные войны» могли состоять из глюонов.
Это может объяснить цвет (красный, зеленый или синий) или возможное столкновение сабель между ними, когда их лезвия состоят из светового луча.
Часто задаваемые вопросы
Атомные ядра состоят из положительно заряженных протонов и электрически нейтральных нейтронов. Здесь действуют две противоборствующие силы. Электромагнитное взаимодействие разделяет ядро, сильное удерживает его вместе.
В физике элементарных частиц глюоны — это элементарные частицы, косвенно ответственные за притяжение протонов и нейтронов в атомном ядре.
Существует восемь различных глюонов, которыми обмениваются кварки, строительные блоки адронов (барионы, например протоны и нейтроны, и мезоны).
Адроны (от древнегреческого «толстый», «сильный») представляют собой субатомные частицы, удерживаемые вместе за счет сильного взаимодействия. Наиболее известными адронами являются нуклоны (нейтроны и протоны), входящие в состав атомного ядра.
Кварки — это частицы, составляющие атомное ядро: протоны и нейтроны содержат по три кварка.
Атомное ядро, состоящее из протонов и нейтронов, имеет размеры 10-14 м. Нуклон, то есть протон или нейтрон, состоящий из кварков, имеет размер 10-15 мкм. Кварк меньше 10-18 м!
