Pregunta rápida sobre gluones

Hagamos los comentarios en una respuesta:

¿Cómo se relaciona esto con la imagen de abajo? ¿Son las líneas negras representativas de los gluones?

La línea negra representa quarks, los ondulantes gluones.

Entonces, ¿son los gluones los que median el intercambio de iones, que es a su vez lo que une los protones y los neutrones con la fuerza nuclear fuerte?

La fuerza nuclear fuerte es un desbordamiento de la fuerza de la fuerza de color fuerte. El diagrama que muestra es para los quarks de valencia de protones y neutrones. La realidad de un núcleo es mucho más complicada ver esto

donde los intercambios de gluones son la fuerza vinculante en la bolsa. Todo el núcleo es de color neutro y el modelo utilizado para calcular los núcleos es QCD de celosía , debido a la complicación de la multitud de fuertes interacciones de gluones dentro de la bolsa de hadrones.

Solo las combinaciones de quarks de colores neutros podrían oscilar como partículas de intercambio virtual fuera de la bolsa, creando una fuerza de desbordamiento, como en el diagrama anterior. Un gluón siempre está coloreado y tiene que permanecer dentro del nucleón, dentro de la bolsa de hadrones, existe la probabilidad de crear una combinación de color neutro virtual, que luego puede ser el portador de una fuerza de desbordamiento que puede interactuar con otro núcleo de color neutro. El pión es la combinación más ligera de este tipo.

En realidad, el pión como intercambio entre núcleos fue propuesto mucho antes de que las fuerzas de color fueran siquiera imaginadas por Yukawa:

La interacción de Yukawa fue desarrollada para modelar la fuerza fuerte entre hadrones. Por lo tanto, se utiliza una interacción de Yukawa para describir la fuerza nuclear entre nucleones mediada por piones.

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En 1935 publicó su teoría de los mesones , que explicaba la interacción entre protones y neutrones, y fue una gran influencia en la investigación de las partículas elementales.

Entonces, los gluones median la fuerza de color fuerte, los piones median la fuerza nuclear fuerte, y el diagrama de arriba es una de las posibles formas en que los piones podrían crearse dentro de un núcleo y salir para interactuar con otro núcleo.

En las matemáticas de la cromodinámica cuántica, el gluón es el operador que cambia el color de un quark. Por lo tanto, los gluones no son de color neutro. (La imagen mental más fácil es que "un" gluón tiene un color y un anticolor, pero lleva alrededor de un año explicar todas las aproximaciones en ese modelo). Los objetos con carga de color están confinados y no pueden viajar a través del vacío . que rodea a los hadrones. A largas distancias, los nucleones interactúan intercambiando mesones de color neutro como el pión.

Sin embargo, los nucleones son objetos extendidos y pueden superponerse entre sí. Esta superposición se ve desfavorecida energéticamente debido al intercambio de mesones de color neutro más pesados . Pero a medida que te preocupas más por los detalles de la interacción nucleón-nucleón, especialmente a distancias muy cortas, el modelo de intercambio de mesones comienza a desmoronarse. Un término adicional que la gente incluye es el intercambio directo de gluones entre quarks en diferentes nucleones, aunque todavía está limitado a intercambios de segundo orden para preservar el estado de cada nucleón como un singlete de color.