Wechselwirkung zwischen zwei Quarks verstehen

Zwei Protonen und zwei Elektronen stoßen sich ab, da sie die gleiche Ladung haben. Protonen und Elektronen ziehen sich an, da sie entgegengesetzt geladen sind.

Ein einzelnes Proton besteht aus zwei Up- und einem Down-Quark, die durch Gluonen zusammengehalten werden.

Gibt es also Anziehungs- oder Abstoßungskräfte zwischen Quarks im selben Proton?

Antworten (2)

Ja, es heißt Quantenchromodynamik (QCD). Die von Ihnen erwähnten Gluonen sind die Träger dieser Kraft und dafür verantwortlich, dass Quarks in einem Proton zusammenhalten.

Ja, was Sie suchen, ist die starke Kraft, vermittelt durch Gluonen. Nun ist einer der Hauptunterschiede zwischen der EM-Kraft und der starken Kraft, dass im Fall der starken Kraft sogar der Mediator, das Gluon, geladen ist, Gluonen können auch eine Farbladung haben.

Das verkompliziert das ganze Bild der Nukleonen, im Innern der Quarks, Antiquarks, Gluonen entsteht ein Meer und in diesem Meer interagieren die unzähligen Quarks, Antiquarks und Gluonen ständig miteinander, entstehen, vernichten sich. Das Bild, das Sie von Nukleonen sehen, die in Ihrem Fall nur zwei Up- und ein Down-Quark haben, ist nur das Netz der Wechselwirkungen, und sie werden Valenzquarks genannt.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Dies sollte ein realitätsnäheres Bild sein, und so könnte man sich vielleicht ein Proton vorstellen.

Jetzt fragen Sie, ob die Quarks sich anziehen und abstoßen können, und die Antwort ist ja, aber es ist subtiler als das, weil die Farbkraft durch geladene Gluonen vermittelt wird, wobei Gluonen auch mit anderen Gluonen interagieren können und umgekehrt Für die EM-Kraft hat die Farbladung drei Attribute (nicht nur anziehen und abstoßen wie bei der EM-Kraft), und diese bewirken, dass die starke Kraft zwischen den Quarks unterschiedlich wirkt.

Nur wenn Sie das Gesamtbild des Protons betrachten, das Meer aus Quarks, Antiquarks und Gluonen, werden Sie sehen, dass der Nettoeffekt darin besteht, dass die starke Kraft die Teilchen zusammenhält.

Es ist also sehr schwer zu sagen, dass sich zwei Quarks anziehen oder abstoßen würden, weil die starke Wechselwirkung nicht so einfach ist wie die EM. Nur wenn Sie in Ihrem Fall das ganze Proton betrachten, können Sie sehen, dass der Effekt, den wir in Experimenten sehen, Einschluss genannt wird.

Es ist sehr wichtig, den Unterschied zwischen Beschränkung und einfacher Anziehung und Abstoßung zu verstehen. Im Falle des Confinements ist es genauer zu sagen, dass die Quarks gebunden sind, und wenn Sie versuchen, sie zu trennen, werden Sie feststellen, wie stark die Farbkraft ist, wodurch zusätzliche Paare von Quarks und Antiquarks entstehen.

Aufgrund dieses Verhaltens des Gluonenfelds ist die starke Kraft zwischen den Partikeln unabhängig von ihrer Trennung konstant.[4][5] Wenn zwei Farbladungen getrennt werden, ist es daher an einem bestimmten Punkt energetisch günstig, dass ein neues Quark-Antiquark-Paar erscheint, anstatt die Röhre weiter zu verlängern.

https://en.wikipedia.org/wiki/Color_confinement

Ich habe tatsächlich eine Frage dazu gestellt.

Was hält Quarks getrennt (starke Kraft zieht, aber was stößt sich ab, um sich auszugleichen)

Nun gibt es Sonderfälle, in denen man sagen kann, dass bestimmte Arten von Quarks sich abstoßen oder anziehen.

Quarks unterschiedlicher Farbe erfahren zwischen sich eine Anziehungskraft; während Quarks gleicher Farbe einander abstoßen.

https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/quark