Асимптотическая воля і конфайнмент

Асимптотическая воля і конфайнмент

С. Транковский.

Нобелевская премія із фізики 2004 року присуджена американським дослідникам Девіду Гроссу, Девіду Политцеру і Френку Вильчеку за «відкриття явища асимптотической волі у теорії сильних взаємодій » .

Частицы, що у сильному взаємодії, — адрони, яких, зокрема, ставляться протони і нейтрони, складаються з кварків (див. «Наука життя й «№ 8, 1994 р.). Є шість «сортів «(фізики називають їх «пахощами ») кварків, і в кожного є свій антикварк. Кварковая модель передбачає, що перший тип адронов (барионы) складається з трьох кварків, інший (мезони) — з кварка і антикварка. Але тут виникає складність: з законів квантової механіки слід, що стабільної частка буде, лише володіючи найменшої енергією, коли всі кварки перебувають у тому ж стані. Однак це, заборонено так званим принципом Паулі: кварки мають полуцелый спін (½) і сягають до класу фермионов.

Выход запропонували російські фізики М. М. Боголюбов, Б. У. Струминський, А. М. Тахвелидзе і японець Й. Намбу. Вони запровадили ще одне квантове число — «колір », який може приймати три різних значення — червоний, синій і зелений (у вітчизняній літератури з пропозиції академіка Л. Б. Окуня прийнято желто-сине-красный набір). Антикварки мають додатковими квітами (фіолетовим, помаранчевим і зеленим). Кварки може бути будь-якого кольору, але у частинки поєднуються в таких колірних станах, що сумарно дають «білий колір », тому адрони «безбарвні «. Колірні заряди взаємодіють аналогічно зарядам електричним: однакові відштовхуються, протилежні притягуються, обмінюючись квантами колірного поля — глюонами. Характер їх взаємодій, дуже складний, визначається законами квантової хромодинамики. Найбільш важливий вихід із них у тому, що й самі глюоны, переносники сильного взаємодії між кварками, на відміну фотонів, квантів електромагнітного взаємодії, електричних зарядів які мають, теж мають колірною зарядом (академік Л. Б. Окунь образно назвав їх «світловим світлом »). Це спричиняє так званому явища антиэкранировки заряду: ефективні заряди кварків і глюонів великі з великої відстані, а за його зменшенні стають малими. Розрахунки, пророблені з урахуванням теорії, показують, що константа кваркового взаємодії прямо пропорційна відстані між кварками. Інакше кажучи, ніж ближче кварки друг до друга, тим взаємодія з-поміж них слабше робиться, асимптотически зменшуючись нанівець. У масштабах адрона кварки поводяться як вільні частки, а під час спроби розірвати адрон сила їх взаємного тяжіння різко зростає. І всі спроби отримати кварк-глюонну плазму, «розбивши «протони в прискорювачі на зустрічних пучках, наштовхуються великі технічні труднощі. Цей парадоксальний закон квантової хромодинамики й отримав назву асимптотичес дідька лисого свободи, а утримання кольорових кварків всередині «безбарвних «адронов іменується конфайнментом (від анг. confinement — обмеження).

Теория асимптотической свободи була створена 1973 року; вона зробила великий внесок у Стандартну модель, описує фундаментальні взаємодії - електромагнітне, сильне і слабке — між елементарними частинками. Завдяки створення цієї теорії надійно встановлені опрацьовані все якісних параметрів сильного взаємодії на малих відстанях (порядку розміру адрона) і зроблено потужний крок у пізнанні глибинних властивостей матерії.

«Залежність константи взаємодії a від величини переданої глюонами енергії.».

С збільшенням енергії (її значення наведені у логарифмическом масштабі), тобто за зближення кварків, константа взаємодії асимптотически зменшується, прагнучи нулю. Це означає, що у малих відстанях порядку розмірів адрона кварки поводяться практично як вільні частки.

Список литературы

Для підготовки даної праці були використані матеріали із сайту internet.