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量子动力学(英语
:Quantum Chromodynamics,简称QCD)是一个描述夸克胶子
之间强相互作用
的标准动力学
理论,它是粒子物理标准
模型的一个基本组成部分。夸克
是构成重子
(过氧化氢碘化钾质子
黑帮生活、中子
等)以及介子
(π、K等)的基本单元,而胶子
则传递夸克之间的相互作用,使它们相互结合,形成各种核子和介子,或者使它们相互分离,发生衰变等。 量子动力学是规范场论的一个成功运用,它所对应的规范是非阿贝尔的,量子数被称为“颜”或者“荷”。每一种夸克有三种颜,对应着
的基本表示。胶子是作用力的传播者,有八种,对应着
的伴随表示。这个理论的动力学完全由它的规范对称决定。
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[编辑]历史
2013年山东高考数学
静态夸克模型建立之后,在重子质量谱和重子磁矩方面取得了巨大成功。但是,某些由一种夸克组成的粒子的存在,如等,与物理学的基本假设广义泡利原理矛盾。为解决这个问题,物理学家引入了颜自由度,并且颜最少有3种。这个时候颜还只是引入的某种量子数,并没有被认为是动力学自由度。
静态夸克模型
建立之后,经历了十年左右的各种实验,都没有发现分数电荷的自旋的夸克存在,物理学家被迫接受了夸克是禁闭在强子内部的现实。然而,美国的斯坦福直线加速器中心SLAC
在七十年代初进行了一系列的轻强子深度非弹性散射
实验,发现强子的结构函数具有比约肯无标度性
(Bjorken Scaling)。为解释这个令人惊奇的结果,费曼
由此提出了部分子模型
,假设强子是由一簇自由的没有相互作用的部分子
组成的,就可以自然的解释比约肯无标度性
(Bjorken Scaling)。更细致的研究确认了部分子的自旋为,并且具有分数电荷。
部分子模型和静态夸克模型都取得了巨大成功,但是两个模型对强子结构的描述有严重的冲突,具体来讲就是夸克禁闭与部分子无相互作用之间的冲突。这个问题的真正解决要等到渐近自由的发现。格娄斯,韦尔切克和休·波利策的计算表明,非阿贝尔规范场论中夸克相互作用强度随能标的增加而减弱,部分子模型的成功正预示着存在的规范相互作用,N自然的就解释为原先夸克模型中引入的新自由度--颜。