Színkölcsönhatások

Színkölcsönhatások a kvantum kromdinamikában (QCD) leírt fundamentális kölcsönhatások, amelyek a kvarkok és gluonok szín-töltései között zajlanak. A kvarkok három színt hordoznak: piros, zöld és kék; az antiquarkok pedig antiszíneket. A kölcsönhatások közvetítői a gluonok, amelyek nyolc típusúak, és a színek közvetítését végzik. A gluonok maguk is hordoznak színt és antiszínt, ezért a színkölcsönhatások nem abeli jellegűek, és gluonok között is történik kölcsönhatás.

Az erő jellemzői közé tartozik a színek cseréje és a konfináció. Rövid távolságokon az erő erőssége kismértékben változik, és a kvarkok nagy energiánál úgy viselkednek, mintha szabadok lennének (aszimptotikus szabadság); hosszú távon pedig az erő növekszik, és a színes részecskék nem jelenhetnek meg szabadon. Ennek következtében a megfigyelt állapotok színmentesek: mesonok (kvark-antikvark) és barionok (három kvark), amelyek összes színe egy fehér, vagyis színmentes állapotba törekszik.

Elméleti keretként a QCD egy SU(3)_c gauge-elmélet. A kvarkok és gluonok Lagrangja leírja a kölcsönhatást; a kvark–gluon csatolást a színszámú együtthatók és a gamma-mu jelöli, a gluonok ön-interakciói pedig a f^{abc} szerkezetei szerint jelentkeznek. A futó erősség, az α_s, energiától függ: perturbatív QCD érvényesíthető magas energián, míg nem-perturbatív részeket lattice QCD és egyéb módszerekkel vizsgálják.

Fizikai megfigyelések és alkalmazások: jetek keletkezése, mély ineláritás (DIS) vizsgálata, hadronizáció, valamint hadron-spektroszkópia. A lattice QCD segíti a konfináció és a nem-perturbatív jelenségek számításos megközelítését, míg a részecskegyorsítók adatai a színkölcsönhatások pontosabb megértését szolgálják.