Gluon

In deDeelkenphysiksündGluonen(vun’teng.to glue„kleven “) lütteElementardeelken,de indirekt för’t Antehn vunProtonenunNeutronenin’nAtomkarnverantwoortliche sünd. Se warrt mit at Teengopschreven.

De Gluonen sünd also deLiekbosonen(Uttuuschdeelken) vun deStarke Wesselwirken.Dat gifft in de Physik acht verschedene Gluonen, de twüschen deQuarks,welke de Bostenen vun deHadronendorstellt, uttuuscht warrt.

Gluonen sünd nich elektrisch laadt. Binnen datStandardmodell vun de Elementardeelkenphysikwarrt annahmen, dat se keenMassehebbt, ofschoonst experimentell nich utslaten warrn kann, dat se villicht doch en Masse vun eenige MeV hebbt. De Deelken bargt enFarvladung,de sik jümmer ut en „Farv “un en „Antifarv “tohopensett. Dör jem künnt de Gluonen ünnerscheedt warrn. Gluonen bargt wieter keen Rohmasse, un fleegt as all Deelken vun disse Oort (to’n Bispeel dePhotonen) jümmer mitLichtsnelligkeit.

Ut gruppentheoreetsche Överleggen folgt de mööglichen Kombinatschonen vun Farven un Antifarven in de Gluonen. Dorbi gellt$3\otimes {\bar {3}}=8\oplus 1$(in Wöör: Dat direkte Produkt vun’t Farvtriplett mit dat Antifarvtriplett gifft de direkte Summ, welke ut dat Oktett un een Singulett besteiht). Dat Singulett is nu nich in de Laag, de Farv vun en Quark to ännern, vun wegen dat dat en vullstännigen symmetrishen Tostand dorstellt. Dat kann man sik analoog to deSpintostännenvörstellen. All Gluonen, de in de Natur vörkamt drägt en „Bruttofarv “(dat heet: De Samtspin is verscheden vun null). Dorünner gifft dat twee Gluonen (de beiden letzten in de folgen Optellen), de keen „Nettofarv drägt “(dat heet: de z-Kumponent vun’n Spin is null), aver liekers en „Bruttofarv “hebbt. Dorgegen is dat Singulett

$(r{\bar {r}}+b{\bar {b}}+g{\bar {g}})/{\sqrt {3}}$

echt farvlos (ahn Spin), un wenn dat wohrhaftig existeeren de, weer dat vun wegen sien fehlen Farvladen nich dör’tConfinementbunnen. Dat bedüüt, dat dat een Kumponent vun de starken Wesselwirken geven müss, de en Reckwiet ahn Enn harr, wat in de Natur aver nich optodecken is. Ut den Grund is disse Kombinatschoon nich realiseert, un deQuantenchromodynamikwarrt dör de Symmetriegrupp$SU(3)_{C}$beschreven. Wiel de$U(3)_{C}$tosamen$N^{2}=3^{2}=9$Generaters bargt un dormit negen Liekfeller (Gluonen) besitten de, kriggt een för de Grupp$SU(N=3)$blots$N^{2}-1=8$Generaters (Gell-Mann-Matrizen), worut de achtBülgenfunkschonenresulteert, de begäng sünd:

$|r{\bar {g}}\rangle,\;|r{\bar {b}}\rangle,\;|g{\bar {r}}\rangle,\;|g{\bar {b}}\rangle,\;|b{\bar {r}}\rangle,\;|b{\bar {g}}\rangle,\;{\frac {1}{\sqrt {2}}}(|r{\bar {r}}\rangle -|g{\bar {g}}\rangle ),\;{\frac {1}{\sqrt {6}}}(|r{\bar {r}}\rangle +|g{\bar {g}}\rangle -2|b{\bar {b}}\rangle )$

Hier bedüüt to’n Bispeel de eerste Kombinatschoon, dat dat Gluon mit en gröön Quark reageern kann un den sien Farv in root ännert.

Dat Antehn, dat vun de Gluonen twüschen de Quarks vermiddelt warrt, un dorut afleidt ok de twüschen Protonen un Neutronen, sorgt dorför, dat enAtomkarnbestännig is. Dat heet, se sorgt för dat Tosamenhollen vun Protonen un Neutronen in’n Karn – sünners de Protonen müssen sik anners gegensietig afstöten vun wegen jemehr gliekeelektrische Ladung.

DeQuantenchromodynamik(QCD) is de vundaag achte Theorie to’n Beschrieven vun destarken Wesselwirken.In ehr vermiddelt de Gluonen Kräft twüschen Deelken, de en Farvladung drägt. Wenn twüschen twee Quarks en Gluon uttuscht warrt, ännert sik de Farvladung vun de Quarks, de bedeeligt sünd. Dat Gluon driggt dorto je en Antifarvladung to’n kompenseeren vun de oorsprünglichen Farvladung as ok de ne’e Farvladung vun’t Quark. As nu dat Gluon sülvst ok en Farvladung driggt, kann dat ok mit annere Gluonen wesselwirken. Disse so nöömteSülvstwesselwirken– also de Wesselwirken twüschen de Deelken, de sülvst de Wesselwirken vermiddelt – maatk de mathemaatsche Analyys vun de starken Wesselwirken bannig kumplizeert.

Eerste Henwiesen utExperimenten,de dorop henwiest, dat dat de Gluonen gifft, sünd Anfang vun de 1980er Johren wunnen worrn, as an’tDESYmit PETRA inHamborgBegeevnissen mit’n kloreDree-Jet-Strukturfunnen weern. Den drüdden Jet hett man op de Afstrahlen vun en Gluon dör een vun de produzeerten Quarks torüch föhrt.

Borns

butendem:

• Eintrag Gluonin derDeelkenlistvun deParticle Data Group.(PDF-Datei; 31 kB)