Сильное взаимодействие между кварками, находящимися вне причинного контакта

Это довольно искусственный сценарий, но в последнее время он меня беспокоит.

Задний план

Из-за ограничения в КХД кварки связаны в нейтральных по цвету конфигурациях. Любая попытка отделить кварк от этого связанного состояния требует столько энергии, что ее достаточно для рождения новых кварков, отсюда и кварковые струи в экспериментах на ускорителях.

Настраивать

Сейчас я рассматриваю обратный (гипотетический) сценарий. Предположим, у вас изначально есть два кварка (например, верхний и антиверхний), которые расположены далеко друг от друга. Купить далеко Я здесь имею в виду дальше, чем любая другая шкала длины в CQD. Теперь пусть два кварка приближаются друг к другу, как в эксперименте по рассеянию.

Вопрос

На каком расстоянии два кварка начинают взаимодействовать и что происходит? Поскольку сильное взаимодействие является ограничивающим, взаимодействие должно быть тем сильнее, чем дальше находятся кварки, но они не могут взаимодействовать за пределами своих причинных конусов, так как же это работает на действительно больших расстояниях?

Мои мысли

Я полагаю, что «свободные» кварки находятся в метастабильном состоянии, а истинное основное состояние — это состояние, в котором несколько пар кварков образовали пары для связи с двумя исходными кварками. Таким образом, чем ближе два исходных кварка, тем меньше становится энергетический барьер между метастабильным и истинным основным состоянием. Таким образом, при некотором разделении р существует характерная временная шкала, прежде чем произойдет образование пар.

Я думаю, вы путаете асимптотическую свободу и ограничение в своем справочном разделе.
во-вторых, что значит вне причинного контакта? вы говорите о частицах, а не о событиях. если вы подождете достаточно долго, мировая линия одного окажется внутри светового конуса другого
в обратной части истории, где глюон?
@innisfree: Извините, я был небрежен с понятием причинно-следственной связи. Я обновил фон и настройки, чтобы соответствовать вашим комментариям.
@igael: глюон должен быть там. Это все еще КХД, только с частицами на очень больших расстояниях. Считаете ли вы, что в создании одного изолированного кварка есть что-то изначально нестабильное?

Ответы (2)

Я не думаю, что это предположение является законным:

Предположим, что у вас изначально есть два кварка (например, верхний и антиверхний), которые расположены далеко за пределами причинного контакта друг с другом.

для реальной экспериментальной установки. В самом деле, какова была бы предыдущая история этих двух скоррелированных (вне светового конуса друг друга) кварков, рожденных изолированно?

Если, в противном случае, вы предполагаете эту установку, то ваш вопрос становится интересным.

Я предполагаю, что это своего рода мысленный эксперимент — как эта первоначальная конфигурация будет развиваться во времени?
Я не знаю чего-то фундаментального в ККТ, что мешает мне создать два кварка на очень большом расстоянии друг от друга. Как пишет @innisfree, это мысленный эксперимент.
но из-за ограничения свободный кварк не существует. Так что поставить 2 кварка на очень большое расстояние невозможно.

Сильное взаимодействие похоже на электромагнетизм (единственное отличие состоит в калибровочной группе), и, как и силовые линии электромагнитного поля, силовые силовые линии должны начинаться/заканчиваться там, где есть заряд. Все остальное нарушило бы сильную версию уравнений Максвелла.

В частности, если Вселенная содержит только два кварка, а поле стремится к нулю на бесконечности, то обязательно существуют силовые линии, соединяющие кварки. Из всех возможных способов сделать это конфигурация с наименьшей энергией — это узкая прямая магнитная трубка.

Если бы вы могли каким-то образом создать эту конфигурацию, в следующее мгновение она распалась бы на пары кварк-антикварк, так что у вас никогда не было бы шанса собрать исходные кварки вместе. Любая другая конфигурация поля будет иметь более высокую энергию, поэтому результат будет таким же, но в большей степени.

Если бы этот распад никогда не происходил (что абсурдно маловероятно, но не более маловероятно, чем создание этой конфигурации в самом начале), у вас была бы просто трубка потока, действующая, как обычно, на каждый кварк с постоянной силой 10 000 Н. Сила исходит от конфигурации локального поля, а не от другого кварка.

Итак, если я перефразирую ваш ответ и свяжу его с моими мыслями в вопросе. Вы говорите, что созданное мной состояние не является даже метастабильным. Он нестабилен без энергетического барьера, а продуктом распада является длинная линия кварк-антикварковых пар, очерчивающих узкую прямую магнитную трубку?
@Mikael Fremling: я не очень понимаю деталей. Существует энергетический барьер, поскольку вы можете сделать период полураспада сколь угодно длинным, увеличив массу самой легкой заряженной цветом частицы. Но с массами кварков СМ, я думаю, это происходит в характерном временном масштабе сильного взаимодействия, которое существует вокруг. 10 − 24 с. В результате получается набор адронов, что-то вроде (исходный антикварк + новый кварк 1), (новый антикварк 1 + новый кварк 2), ..., хотя это может быть чрезмерным упрощением. Во всяком случае, силовая трубка «разрывается» новыми реальными частицами в местах разрывов.
@Mikael Fremling: Вот статья о том, что происходит, если самая легкая заряженная цветом частица более массивна: arXiv:1708.02243 . Там все еще есть флюсовая трубка, но она может работать довольно долго, не ломаясь.
Сильное взаимодействие между кварками, находящимися вне причинного контакта
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v