Woher wissen wir, dass Gluonen keine elektrische Ladung haben?

Da das W-Boson elektrische Ladung trägt und es keinen a priori Grund dafür gibt, dass masselose elektrisch geladene Bosonen nicht existieren können, frage ich mich, ob das Fehlen der elektrischen Ladung von Gluonen experimentell bestätigt wurde oder ob es einen zwingenden theoretischen Grund dafür gibt, dass sie keine elektrische Ladung tragen können .

Insbesondere scheint es keinen Grund dafür zu geben, dass die 6 nichtdiagonalen Gluonen keine +-1 elektrische Ladung tragen können, wenn wir eine zyklische Quasiordnung der Farben etablieren und davon ausgehen, dass die Anzahl der Gluonen mit positiver Ladung gleich denen mit negativer Ladung ist.

So wie die Gesamtfarbladung eines Baryons gleich bleibt, obwohl Quarks ständig Farbladungen über Gluonen abgeben und aufnehmen, warum nicht auch die elektrische Ladung oder anders ausgedrückt der Isospin?

Was ist eine zyklische Quasiordnung?
Aber das würde bedeuten, wenn ein Quark ein geladenes Gluon aussendet, würde sich seine Ladung ändern, ohne dass sich sein Geschmack ändert.
Wenn es eine masselose, geladene Teilchenkopplung an die starke Kraft gäbe, hätten wir dann nicht solche Zerfälle 137 Cs → 137 Ba + G ?
@BenCrowell Sind einzelne Gluonen nicht genau wie Quarks durch die starke Wechselwirkung eingeschränkt? Es scheint nicht so, als würde sich dies ändern, wenn sie eine elektrische Ladung hätten, da die starke Wechselwirkung dominieren würde.
@G.Smith: Ja, da bin ich mir nicht sicher, und deshalb habe ich es eher als Kommentar als als Antwort gepostet. Aber ich denke, der Zerfall könnte immer noch stattfinden, und Sie würden eher einen Jet als das Gluon selbst sehen.
@G.Smith Ja, Gluonen unterliegen der Farbbeschränkung, daher können sie in einem Feynman-Diagramm immer nur interne Linien sein, dh sie sind immer virtuell. Ich sehe nicht, wie sich das ändern würde, wenn man ihnen eine elektrische Ladung gibt, da Quarks geladen sind und sie farblich begrenzt sind.

Antworten (1)

Es ist eine brutale experimentelle Tatsache , die bereits in den ersten ein oder zwei Jahren nach der Entdeckung der Struktur von Nukleonen in den späten 60er Jahren am SLAC offensichtlich wurde. Durch die tiefinelastische Streuung von Elektronen an Nukleonen könnte man den Ladungsgehalt des Protons und des Neutrons untersuchen und durch Feynmans Parton-Modell seine Kinematik verstehen.

Bis 1971 hatte Feynman jeden zweifelsfrei davon überzeugt, dass etwa 50% des Impulses von Nukleonen von ladungslosen Bestandteilen getragen werden, dh neutralen Partonen, die wir heute mit Vektor-Gluonen identifizieren. Feynman selbst hat zu lange damit gezögert, die Identifizierung der Bestandteile mit präzisen Quarks zu vermeiden – ganz zu schweigen von den heutigen QCD-Gluonen.

Im dazwischenliegenden halben Jahrhundert haben DIS-Experimente mit Elektronen und auch Neutrinos das Bild gefestigt, und man hat jetzt ein bemerkenswertes Profil der Verteilungsfunktionen von Nukleonbestandteilen.

Neutrale Gluonen beherrschen das Quartier:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Der (neutrale!) Gluon-Beitrag ist die rote Kurve, die kleine Impulsanteile x dominiert .

Sie könnten fiktive Modelle mit fantastischen Teilchen und geladenen Vektorbosonen erfinden, aber DIS-Experimente haben eine Menge von ihnen mit ziemlich guter Genauigkeit ausgeschlossen - entschuldigen Sie, dass ich die PDG-Zahlen nicht zur Hand habe.

Woher wissen wir, dass Gluonen keine elektrische Ladung haben?
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