¿Cómo afecta el color de los quarks a la identidad de un hadrón?

Los hadrones se dividen en 2 familias: bariones y mesones. Ambos consisten en combinaciones incoloras de quarks. Los mesones contienen pares de quarks de color-anticolor y los hadrones contienen 3 quarks de diferentes colores haciéndolos blancos en analogía con la percepción regular del color.

Tienes razón en que el quark puede cambiar de color al interactuar con los gluones, pero el color se conserva; es solo que los gluones tienen un par de anticolores de color diferentes, de modo que las líneas de color siempre están intactas.

Aunque esto parece engorroso, esta imagen está bien motivada por la simetría de grupo que se encuentra en los hadrones. Además, explica por qué solo se observan bariones y mesones por sí mismos y no quarks y gluones (que no son incoloros ni blancos).

La mejor ilustración que he visto hasta ahora está aquí:

(desde https://physics.stackexchange.com/a/2237/119172 , busque allí más explicaciones técnicas)

Sin embargo, tenga cuidado ya que en esta imagen los gluones en realidad tienen color y anticolor, pero para decidir cuál es cuál, debe asignarle una dirección de movimiento.

Aquí se ve mejor, como va el tiempo de izquierda a derecha:

(no se pudo encontrar la fuente)

¡No, en absoluto! El color de los quarks no tiene efecto alguno.

Si has estudiado física introductoria, sabes que un potencial$V(x)$es idéntico en todos los sentidos a un potencial$V(x) + V_0$por alguna constante$V_0$.

Ahora considere dos átomos de hidrógeno, donde he establecido el potencial en el infinito para ser$3 \text{ V}$por uno de ellos y$4 \text{ V}$para el otro. Entonces sus potenciales son ligeramente diferentes, matemáticamente, pero en todas las formas físicas concebibles los dos sistemas son idénticos. Solo tenemos una redundancia en nuestra descripción del sistema.

Esta redundancia se denomina simetría de calibre, y el color de los quarks se basa en una simetría de calibre más complicada llamada$SU(3)$. Sin embargo, se mantiene el mismo punto: seleccionar "los" colores de los quarks en un hadrón es tan insignificante como precisar el potencial de un átomo de hidrógeno. Los colores específicos existen en las matemáticas, pero no en la realidad.

Creo que la imagen de arriba con subtítulos a continuación responde mejor a la pregunta, al menos para mí. Básicamente, el quark verde emite un gluón verde-antiazul, volviéndolo azul. Este gluón es absorbido por el gluón azul y cambia de azul a verde, restaurando la simetría del color y manteniendo el Baryon en general incoloro. Y sucede tan rápido que no se puede observar el color general de Baryon.

Fuente: "Teorías de calibre de las fuerzas entre partículas elementales", Gerard 't Hooft, Scientific American, junio de 1980