¿Cómo sabemos que los gluones no tienen carga eléctrica?

Dado que el bosón W lleva carga eléctrica y no hay una razón a priori por la que no puedan existir bosones cargados eléctricamente sin masa, me pregunto si la falta de carga eléctrica del gluón se ha confirmado experimentalmente o existe una razón teórica convincente de que no pueden llevar carga eléctrica. .

En particular, no parece haber ninguna razón para que los 6 gluones no diagonales no puedan llevar +-1 carga eléctrica si establecemos un cuasiordenamiento cíclico de colores y si asumimos que el número de gluones con carga positiva es igual al de aquellos con carga negativa.

Así como la carga de color total de un barión sigue siendo la misma aunque los quarks emitan y absorban constantemente carga de color a través de gluones, ¿por qué no lo mismo para la carga eléctrica o, en otras palabras, isospin?

¿Qué es un cuasiordenamiento cíclico?
Pero eso significaría que cuando un quark emite un gluón cargado, su carga cambiaría sin cambiar su sabor.
Si hubiera una partícula cargada y sin masa acoplada a la fuerza fuerte, ¿no tendríamos entonces desintegraciones como 137 cs → 137 Licenciado en Letras + gramo ?
@BenCrowell ¿No están los gluones individuales confinados por la interacción fuerte al igual que los quarks? No parece que esto cambiaría si tuvieran carga eléctrica, porque la interacción fuerte dominaría.
@G.Smith: Sí, no estoy seguro de eso, y es por eso que lo publiqué como un comentario en lugar de una respuesta. Pero creo que la descomposición aún podría ocurrir, y solo verías un chorro en lugar del gluón en sí.
@G.Smith Sí, los gluones están sujetos a confinamiento de color, por lo que solo pueden ser líneas internas en un diagrama de Feynman, es decir, siempre son virtuales. No veo cómo cambiaría eso dándoles carga eléctrica, ya que los quarks están cargados y tienen un color confinado.

Respuestas (1)

Es un hecho experimental bruto , ya evidente dentro del primer o segundo año del descubrimiento de la estructura de los nucleones, a finales de los años 60, en SLAC. Al dispersar electrones profundamente inelásticamente de los nucleones, se podría probar el contenido de carga del protón y el neutrón y, a través del modelo de partón de Feynman , comprender su cinemática.

En 1971, Feynman había convencido a cualquiera sin sombra de duda de que alrededor del 50% del impulso de los nucleones lo llevan constituyentes sin carga, es decir, partones neutros, que ahora identificamos con gluones vectoriales. El mismo Feynman tardó demasiado en evitar la identificación de los componentes con quarks precisos, y mucho menos con los gluones QCD de hoy.

En el medio siglo transcurrido, los experimentos DIS que involucraron electrones y también neutrinos reafirmaron la imagen, y ahora se tiene un perfil notable de las funciones de distribución de los componentes de los nucleones.

Los gluones neutrales gobiernan el gallinero:ingrese la descripción de la imagen aquí

La contribución del gluón (¡neutral!) es la curva roja, que domina las pequeñas fracciones de momento x .

Puede inventar modelos nocionales que involucren partículas fantásticas y bosones vectoriales cargados, pero los experimentos DIS han excluido muchos de ellos con una precisión bastante buena; disculpas, no tengo los números PDG al alcance de mi mano.

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