Swoboda asymptotyczna w chromodynamice kwantowej
Swoboda asymptotyczna to zjawisko w chromodynamice kwantowej (QCD), które opisuje interakcje kwarków. Przewidziane teoretycznie w 1973 roku przez Franka Wilczka, Davida Grossa i Hugh Davida Politzera, zjawisko to zostało nagrodzone Nagrodą Nobla w 2004 roku.
Asymptotyczna swoboda charakteryzuje się tym, że kwarki zachowują się jakby były swobodne, gdy są blisko siebie (w odległości poniżej 1 femtometra). W miarę oddalania się kwarków, siła ich oddziaływania rośnie, co jest odwrotnością sytuacji w przypadku oddziaływań elektromagnetycznych czy grawitacyjnych.
Przykłady i implikacje
- W przypadku oddziaływania elektromagnetycznego i grawitacyjnego siły maleją wraz z odległością, podczas gdy w QCD jest odwrotnie.
- Siły wiążące kwarki, składniki protonów i neutronów, rosną wraz z ich oddaleniem się.
- W efekcie, kwarki nigdy nie występują samodzielnie, co prowadzi do zjawiska uwięzienia koloru.
- Przy bardzo małych odległościach oddziaływanie między kwarkami praktycznie zanika, co tłumaczy termin „asymptotyczna swoboda”.
- W miarę oddalania się kwarków, energia potrzebna do ich separacji jest na tyle duża, że dochodzi do kreacji par kwark-antykwark.
Literatura
- D. Gross, F. Wilczek, Phys. Rev. Lett. 30, 1343 (1973)
- D. Gross, F. Wilczek, Phys. Rev. D 8, 3633 (1973)
- D. Gross, F. Wilczek, Phys. Rev. D 9, 980 (1974)
