Связанные состояния в КХД: Почему только связанные состояния из 2 или 3 кварков, а не больше?

Нет никакой известной причины, по которой вы не можете иметь связанные состояния, такие как$qq\bar{q}\bar{q}$или же$qqqq\bar{q}$или большее количество возбуждений, но до настоящего времени их не наблюдалось.

Конечно, вы должны сделать нейтральное по цвету состояние.

В середине 2000-х некоторые люди думали, что у них есть пентакварковые состояния (что$qqqq\bar{q}$) какое-то время, но в конце концов пришли к выводу, что они ошибались.

Добавлено в июне 2013 г.: Похоже, у нас могут быть веские доказательства связанных состояний с четырьмя кварками , хотя подробная структура еще не понята, и в комментариях Петр Кравчук указывает, что пентакварки вернулись, пока я не обращал внимания (и тоже самое состояние). Кажется, какое-то яйцо могло переместиться с лица на лицо.

В качестве быстрого объяснения: все связанные состояния нейтральны по цвету. Интуитивная причина заключается в том, что сильное взаимодействие настолько сильное, что стягивает вместе любые заряженные цветом частицы. (Поскольку сильное взаимодействие увеличивается с расстоянием, вы не можете обойти это, разбрасывая заряженные частицы, как вы можете с помощью ЭМ-взаимодействия.)

Поскольку существует 3 цвета, вы можете либо достичь нейтрального по цвету состояния, комбинируя по одному кварку каждого цвета, что дает вам барион, либо кварк и антикварк одного цвета (например, синий и антисиний), что дает вам мезон. Любая комбинация большего количества кварков или антикварков, которая получается нейтральной по цвету, такая как гипотетический пентакварк , может быть разбита на некоторую комбинацию барионов и мезонов, а это означает, что такая частица, вероятно, естественным образом распалась бы таким образом, если бы она может даже существовать (для чего нет никаких доказательств).

В некотором смысле каждое ядро ​​является связанным состоянием 3N кварков. Ведь ядерная сила между нуклонами (протонами и нейтронами) есть результат утечки сильного цветового взаимодействия за «границу» нуклона. Таким образом, глюоны и даже кварковые обмены между нуклонами ядра, несомненно, существуют.