Существуют ли нейтральные по цвету глюоны?

Если я прав, кварк может изменить цвет, испустив глюон. Например, синий вверх кварк ты б может превратиться в красный верхний кварк, испустив глюон:

ты б ⟶ ты р + г б р ¯
(Здесь нижний индекс указывает на цвет и р ¯ означает антикрасный). Это необходимо для сохранения цветового баланса (левая сторона: б , Правая сторона р + б + р ¯ "=" б ).

Тогда мой вопрос: существуют ли глюоны с нейтральным цветом? Например, глюон сине-анти-синий? Если бы это было так, то его мог бы создать любой кварк:

ты б ⟶ ты б + г б б ¯

Я изучаю Стандартную модель в школе, но текст не всегда так ясен.

Ответы (1)

Нейтральные по цвету глюоны, содержащие компонент синий-антисиний, действительно существуют, так же как красно-антикрасный и зелено-антизеленый. Однако сумма этих трех возможных типов глюонов нефизична, поэтому существует только два «диагональных» типа глюонов. Ни один из этих двух типов глюонов не является «настоящим дальтоником» или «полностью нейтральным по цвету».

Это становится более очевидным, если вы понимаете, что цветовая зависимость глюонного поля может быть записана как бесследная зависимость. 3 × 3 Эрмитова матрица. Он бесследовый, потому что калибровочная группа С U ( 3 ) скорее, чем U ( 3 ) чья размерность равна 8, а не 9. (Строго выше диагонали есть 3 комплексных элемента, которые комплексно-сопряженным образом копируются под диагональю, плюс 2 или 3 действительных элемента по диагонали, в зависимости от того, требуем ли мы, чтобы след был равен нулю. .)

Полностью нейтральные по цвету глюоны, если бы они были добавлены, были бы пропорциональны единичной матрице и в равной степени соединились бы со всеми тремя цветами кварков. Другими словами, взаимодействия, опосредованные такими глюонами, будут зависеть только от барионного числа кварков. Экспериментально такого взаимодействия не существует. В физике за пределами Стандартной модели можно попытаться расширить С U ( 3 ) к U ( 3 ) таким образом (это очень распространено в моделях мира на бране), но поскольку не наблюдается никакого нового дальнодействующего взаимодействия барионного заряда, U ( 1 ) в U ( 3 ) должен спонтанно разрушаться на довольно высоком уровне энергии.

@Lubosh: Ваше утверждение «Это более очевидно, если ...» немного напоминает мне о том, когда в учебниках по физике часто говорится что-то вроде «это простое доказательство остается на усмотрение читателя», хотя на самом деле доказательство было бы простым, только если бы читатель оказался профессионалом в этом конкретном предмете. Я давно собирался спросить о физическом значении диагональных и недиагональных элементов матрицы. Причина, по которой я этого не делаю, заключается в том, что я чувствую, что это было бы слишком математически для физики.SE и наоборот. Поэтому я был бы очень признателен, если бы вы немного уточнили свой второй абзац.
хорошо, так ты б может превратиться в ты б ¯ испуская г б б ¯ , вообще без проблем?
@romeovs Нет, а ты б остается ты б путем излучения г б б ¯ точно так же, как электрон остается электроном, излучая фотон.
Уважаемый @qftme, в среднем абзаце просто говорится, что в С U ( 3 ) , это может означать «генератор в центре», т. е. тот, который коммутирует со всеми генераторами С U ( 3 ) . Мы говорим, что группа простая. Другие утверждения о размерности 8 или 9 еще проще. Абзац должен быть полноценным доказательством. Там ничего не пропало! Чтобы понять это, нужно знать линейную алгебру. Но если вы не знаете, например, что такое SU(3) и U(3), вы не сможете понять никакого правильного ответа о «цветовой слепоте» КХД.
Существуют ли нейтральные по цвету глюоны?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v