Libertad Asintótica - Explicación Cualitativa

Para comprender la libertad asintótica, debe conocer el concepto de renormalización. Como desea una descripción cualitativa, solo piense en la renormalización, una modificación de las fuerzas de acoplamiento y las masas de partículas a altas energías. Esto es más o menos como empujar una pelota a través del agua; cuanto más fuerte empuje, más se pegará el agua a su alrededor y más difícil será moverlo. Esto se puede modelar con la segunda ley de Newton.$F=ma$reemplazando la masa con una masa ligeramente mayor$m+\delta m$, y esto$\delta m$depende de la velocidad de la pelota en el agua.

(esa discusión se puede encontrar en la sección 3.2 de Connes y Marcolli, "Geometría no conmutativa, campos cuánticos y motivos")

Una vez que tenga el concepto de renormalización, la libertad asintótica es una propiedad que tiene la fuerza fuerte a medida que escala la constante de acoplamiento a alta energía. En lugar de que el acoplamiento se vuelva más fuerte, se vuelve más débil. Esto tiene consecuencias importantes para el confinamiento, es decir, los quarks ligados. A bajas energías, los quarks en estados ligados están ligados para siempre; se vuelve más y más difícil separarlos cuanto más se los separa. A energías lo suficientemente altas (digamos, colisionando dos protones a 7 TeV como el LHC), el acoplamiento de quarks se vuelve pequeño y los quarks son esencialmente libres y no enlazados. Debería ser fácil ver cómo esto cambiaría la sección transversal.

Como nota al margen, solo la fuerza fuerte es asintóticamente libre. La E/M y la fuerza débil se vuelven más fuertes a medida que aumenta la energía. Además, es importante darse cuenta de que no podemos resolver problemas que involucran la fuerza fuerte a bajas energías (si pudieras, ¡el Clay Mathematics Institute te daría $1 millón!). Una vez que están a altas energías, el acoplamiento fuerte es débil, por lo que QCD actúa un poco como QED.