量子色动力学教材(量子色动力学)
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1、 量子色动力学[1](Quantum Chromodynamics,简称QCD)是一个描述夸克之间强相互作用的标准动力学理论,它是粒子物理标准模型的一个组成部分。
2、其基本组元是带有分数电荷、自旋为1/2的夸克和自旋为1的胶子。
3、夸克和胶子之间以及胶子之间通过色荷进行相互作用。
4、这种色相互作用是规范不变的,可重正化的。
5、 按照强子结构的夸克模型,所有的重子都由3个夸克组成,所有介子都由一对正反夸克组成。
6、为了与泡利不相容原理相一致,重子内部的3个夸克分别处于不同的状态,夸克内部存在一种新的自由度,夸克分处于该自由度的不同状态,而重子作为整体并不显示这种内部自由度的性质。
7、这种情形与颜色的情形十分相似,红、蓝、绿3原色组合为无色,一种颜色和它的互补色组合为无色。
8、因此借用色彩学上的意思,把强子的这种内部自由度称为色自由度,夸克具有色荷,夸克和反夸克的色是互补的,3种不同色荷的夸克组成的重子是无色的,正反夸克组成的介子也是无色的。
9、 在量子电动力学中,电磁作用是荷电粒子之间交换光子而相互作用;在量子色动力学中,夸克由于带色荷而产生强相互作用,夸克之间交换胶子。
10、与电磁相互作用不同,光子是不带电荷的,而胶子是带色荷的,因此胶子之间还可直接有强相互作用。
11、 量子色动力学得到一些实验的支持,它能够说明轻子对强子深度非弹性散射的异常现象、喷注现象以及夸克的色禁闭问题。
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