Кварки і глюони

Закон збереження лептонного числа підтверджений експериментально. Лептонний заряд системи елементарних частинок можна визначити як різницю між числом лептонів і антілептонов в цій системі. Лептони завжди виникають парами: лептон - антілептон.

Кварки - гіпотетичні істинно елементарні частинки, з яких складаються всі відомі адрони. Кварки мають спін ½, баріонна число 1/3, електричний заряд 1/3 або 2/3. Вони точкові безструктурні частинки матерії. Зв'язок в адрони здійснюється за допомогою обмінних частинок - глюонів, що є квантами сильної взаємодії. Відомі 6 типів кварків: u, d, s, c, b, t. Ядерна фізика складаються з трьох кварків, мезони - з кварка і антікварка. Оскільки деякі баріони складаються з трьох однакових кварків, що заборонено принципом Паулі для ферміонів, кожному типу кварка приписали додаткову внутрішню характеристику - колір, приймаючу три різні значення (червоний, синій і зелений). Кожен тип кварка характеризується узагальненим квантовим числом, званим ароматом (А), що складається з набору внутрішніх для кварка квантових чисел А (Т, Т3. S, C, b, t), де Т-ізоспін, Т3 - його третя проекція, S- дивина, C -очарованіе, b - краса, t - істинність.

Число різних типів глюонів дорівнює 8, вони мають колірної заряд.

Асимптотична свобода - залежність сил взаімодействіямежду кварками, коли при їх зближенні зв'язок слабшає, а при віддаленні посилюється.

Квантова хромодинамика (КХД) - калібрувальна теорія квантових полів, що описує сильну взаємодію елементарних частинок. Поряд з електрослабкої теорією, КХД складає загальноприйнятий в даний час теоретичний фундамент фізики елементарних частинок.

Квантова хромодинамика ґрунтується на постулаті: кожен кварк має новий внутрішнім квантовим числом, умовно званим кольоровим зарядом. або просто кольором. Термін «колір», звичайно ж, не має ніякого відношення до оптичних квітам і введений виключно для цілей популяризації. Справа в тому, що інваріантна в колірному просторі комбінація є сума трьох різних кольорів. Це нагадує те, що сума трьох основних оптичних кольорів - червоного, зеленого і синього - дає білий колір, тобто безбарвне стан. Саме в цьому сенсі базисні вектори в колірному просторі часто називають не перший, другий, третій, а «червоний» (к), «зелений» (з) і «синій» (с). Антикварки відповідають анти-кольору (ак, аз, ас), причому комбінація «колір + антіцвет» теж безбарвна. Глюони ж в колірному просторі є комбінації «колір-антіцвет», причому такі комбінації, які не є інваріантними щодо обертань в колірному просторі. Таких незалежних комбінацій виявляється вісім, і виглядають вони наступним чином:

к-аз, к-ас, з-ак, з-ас, з-ак, з-аз, (к-ак - з-аз) /. (К-ак + з-аз - 2с-ас) /

Наприклад, «синій» кварк може випустити «синій-антізелёний» глюон і перетворитися при цьому в «зелений» кварк.