Gluonen

Gluonen zijn de elementaire deeltjes die de sterke wisselwerking tussen quarks overbrengen in de quantum chromodynamica (QCD). Ze behoren tot de vectorbosonen met spin 1 en zijn massaloos in de theorie; ze dragen kleurlading en kunnen daardoor zelf van kleur wisselen, wat leidt tot interacties tussen gluonen. Volgens de SU(3) kleurtheorie bestaan er acht verschillende soorten gluonen, die samen de acht generatoren van de kleurgroep representeren.

Gluonen koppelen zich aan quarks en antiquarks die kleur dragen, waardoor ze de binding in hadrons mogelijk maken. Door kleurwisselingen en zelf-interacties dragen ze bij aan twee kernkwaliteiten van de sterke wisselwerking: confinatie, waardoor quarks en gluonen niet als vrije deeltjes voorkomen, en asymptotische vrijheid, waardoor de kracht afneemt bij hoge energies.

In de praktijk zijn gluonen cruciaal voor de vorming van protonen, neutronen en mesonen en voor processen zoals hadronisatie en jetvorming in hoge-energiebotsingen. De aanwezigheid van gluon-emissie en -interacties is duidelijk zichtbaar in colliderexperimenten en in berekeningen met lattice QCD, die de binding en eigenschappen van hadrons kunnen simuleren.

Gluonen vormen daarmee de dragers van de sterke wisselwerking en spelen een centrale rol in het begrip van de subnucleaire structuur van materie.