Быстрый вопрос о глюонах

Превратим комментарии в ответ:

Как это связано с изображением ниже? Являются ли черные линии репрезентативными для глюонов?

Черная линия представляет кварки, волнистые — глюоны.

Так являются ли глюоны посредниками пионного обмена, который, в свою очередь, связывает протоны и нейтроны сильным ядерным взаимодействием?

Сильное ядерное взаимодействие является следствием сильного цветового взаимодействия. Диаграмма, которую вы показываете, предназначена для валентных кварков протонов и нейтронов. Реальность ядра намного сложнее, см .

где обмены глюонами являются связующей силой в мешке. Все ядро ​​​​нейтрально по цвету, и модель, используемая для расчета ядер, представляет собой решеточную КХД из-за сложности множества сильных глюонных взаимодействий внутри адронной сумки.

Это только нейтральные по цвету комбинации кварков, которые могут перемещаться как виртуальные обменные частицы вне мешка, создавая переливную силу, как на диаграмме выше. Глюон всегда окрашен и должен оставаться внутри нуклона, внутри адронной сумки, есть вероятность создать виртуальную нейтральную по цвету комбинацию, которая затем может быть носителем переливной силы, способной взаимодействовать с другим нейтральным по цвету ядром. Пион – самое легкое такое сочетание.

На самом деле пион как обмен между ядрами был предложен Юкавой задолго до того, как были представлены цветовые силы:

Взаимодействие Юкавы было разработано для моделирования сильного взаимодействия между адронами. Таким образом, взаимодействие Юкавы используется для описания ядерной силы между нуклонами, опосредованными пионами.

.....

В 1935 году он опубликовал свою теорию мезонов , которая объяснила взаимодействие между протонами и нейтронами и оказала большое влияние на исследования элементарных частиц.

Таким образом, глюоны опосредуют сильное цветовое взаимодействие, пионы опосредуют сильное ядерное взаимодействие, и приведенная выше диаграмма является одним из возможных способов, которыми пионы могут создаваться внутри ядра и выходить наружу для взаимодействия с другим ядром.

В математике квантовой хромодинамики глюон — это оператор, который меняет цвет кварка. Следовательно, глюоны не являются нейтральными по цвету. (Самая простая мысленная картина состоит в том, что «а» глюон имеет цвет и антицвет, но требуется около года, чтобы объяснить все приближения в этой модели.) Цветные заряженные объекты ограничены и не могут перемещаться в вакууме . который окружает адроны. На больших расстояниях нуклоны взаимодействуют, обмениваясь нейтральными по цвету мезонами, такими как пион.

Однако нуклоны являются протяженными объектами и могут перекрываться друг с другом. Это перекрытие энергетически невыгодно из-за обмена более тяжелыми нейтральными по цвету мезонами . Но по мере того, как вас больше интересуют детали нуклон-нуклонного взаимодействия, особенно на очень коротких расстояниях, модель мезонного обмена начинает разрушаться. Еще один термин, который люди включают, — это прямой обмен глюонами между кварками в разных нуклонах, хотя вы по-прежнему ограничены обменами второго порядка, чтобы сохранить статус каждого нуклона как цветового синглета.