1樓:了逸真人
這就是大名鼎鼎的mass gap問題。如果相信色禁閉,這就是色禁閉的自然結果: 膠子只能以膠球的形式傳播,而膠球是有質量。
私以為這是規範理論以及QCD中最大的問題。可以看看witten的科普文章。witten的看法是QCD或者是很簡單的pure yang-mills沒有經典極限。
2樓:
我先反問乙個問題:為什麼質量是0的粒子,其有效勢能,就必須是跟距離的某個冪次成反比?這兩個本來就沒有必然的聯絡吧?
看了前面已經有答主回答了很詳細了,我這裡也不班門弄斧了。
3樓:
圖一:量子色動力學與手徵有效場論對核核相互作用的描述。
儘管量子色動力學是強相互作用的基本理論,核子之間的力(核力)卻很複雜。核子不帶「顏色」,因此若其為點粒子,是不能與膠子耦合,發生相互作用的。當然核子不是點粒子,殘存的強相互作用,類似范德瓦爾斯力構成了核力。
圖二:核力在手徵有效場論下的系統展開。
一般而言核力是很複雜的。例如不但存在兩個核之間的相互作用,還有三個核之間的相互作用,乃至更高。傳統上,唯象核力通過假定核力的形式通過核子散射的實驗資料確定核力形式。
手徵有效場論從對稱性出發,用有效自由度系統的描述核力(包括多體核力)。核力的具體引數來自於擬合實驗資料。最近最令人興奮的發展來自格點量子色動力學,借助超級計算機,人們開始從第一性原理計算核力。
圖三:格點色動力學模擬核力。
湯川勢是兩體核力的乙個簡易模型。其傳遞力的粒子是派介子。派介子的質量為140MeV。
因此湯川勢是短程的。有趣的是若夸克質量為零,即在所謂的手徵極限下,派介子將變成零質量的金石玻色子(Goldstone boson),這樣以來核力就變成了長程的了。派介子作為(近似的)金石玻色子是量子色動力學另一重要性質手徵對稱性破缺的結果。
4樓:
Yukawa耦合是低能有效理論, 耦合的標量粒子不是膠子。膠子質量為0但不是長程相互作用是因為耦合強度太大所以低能下只能觀察到色單態,也就是說你只能觀察到色中性的粒子(模擬電磁相互作用就是電中性粒子)。而低能下強相互做喲個實際表現為傳遞乙個介子(有質量的標量粒子,兩個夸克組成的復合粒子,Yukawa耦合)來近似描述的短程力。
5樓:鄒益健
說一些淺顯的解釋,等大神補充。
題主所說的核力是由pi介子傳播的,它的質量決定了強相互作用的尺度。在這個理論中,強子被看成無色自由度的費公尺子,本質上是Yukawa理論。
膠子和夸克構成了強子的內部結構。之所以在原子核尺度上看不到單獨的夸克和膠子,是因為色禁閉和漸進自由。我傾向於認為Yukawa theory是QCD在原子核尺度下的有效理論。
這個應當原則上可以通過RG flow QCD來完成。但這個過程的細節我就不是很清楚了。
6樓:
膠子確實是傳遞強相互作用的基本粒子.....
但是在計算強子間的相互作用時,人們往往選擇強子和介子作為基本自由度,而不是夸克和膠子。
這裡面有很多深層次的原因,牽扯到手徵QCD理論等,我現在也沒怎麼搞懂。
不過看過乙個模擬感覺挺有意思的,題主可以參考一下。
帶電粒子攜帶電荷,帶電粒子和粒子之間通過交換光子來傳遞電磁相互作用;強相互作用中與「電荷」相類似的則是「色荷」,夸克攜帶色荷,夸克和夸克之間通過交換膠子傳遞強相互作用。
但這裡面有乙個問題啊,現實中的強子都是無色的啊。這一點與電磁相互作用明顯不同,如果非要模擬的話,你可以把強子模擬成電偶極子。電偶極子總電荷為0,但是因為極化的關係,所以電偶極子和電偶極子之間依然存在著電磁相互作用,只是衰減速度要比平方反比定律更快。
強子與之類似,雖然強相互作用本質上是長程的,但是因為強子的無色性,所以強子間的相互作用都是短程的。
7樓:黃闖
考慮一圈圖的話,夸克膠子頂角有三膠子項的貢獻,beta函式是正的,有漸進自由的性質.
即與qed的根本不同在於,由於qcd是非阿貝爾規範場,所以qcd中不僅有膠子和夸克相互作用,還有三膠子、四膠子相互作用(在一圈圖中漸進自由是三膠子項的貢獻),導致了禁閉效應,即低Q長距離下耦合常數變大,這樣可以定性地說明強子內夸克和膠子的禁閉。但這種情況下就不能應用微擾論了,好像目前強子化過程還不是很清楚。
補充一篇文獻:arxiv:1412.1045v2[hep-ph]
8樓:子幹
因為傳遞核力的是 介子。核力是核子之間的力,即質子、中子,而非其內部夸克之間的相互作用。
對核子之間傳遞相互作用,最開始是日本物理學家湯川秀樹在2023年提出的Yukawa勢。對比電磁相互作用由光子傳遞,他認為核力也會由乙個粒子傳遞。電磁相互作用力程為無限大,所以光子質量為0,相對應的,通過實驗發現核力力程很小,只有 的量級,所以這個粒子應該有較大的質量,估計為 。
後來2023年試驗中在宇宙線中發現了 介子,質量為 ,其各種性質與理論語言符合,才確定為其就是傳遞核力的粒子。
對於核力粒子也可以有定量的計算:
考慮標量場的KG方程:
,考慮靜態方程:
,其解為(球座標系下):
,其中 為任意常數,可以解釋為核力場在原點 處的荷。
理解為力程。若核力力程無窮大,則其質量為0,波函式中的 為1,一切就回到電磁相互作用中了。
杜東生,楊茂志。粒子物理導論。
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