gluonfält

Gluonfältet är det färgbärande kvantfältet i kvantkromodynamiken (QCD). Det beskriver hur gluoner, de gauge bosoner som överför den starka växelverkan, påverkar quarks och hur de själva interagerar. Teorin introducerar åtta färgkomponenter, A^a_μ, där a = 1 till 8 och μ är rumtidsindexet; dessa komponenter tillhör adjointrepresentationen av SU(3) färggrupp.

Fältstyrkan för gluonfältet definieras som F^a_μν = ∂_μ A^a_ν − ∂_ν A^a_μ + g f^{abc} A^b_μ A^c_ν, där f^{abc} är SU(3) strukturkonstanter och g är den starka kopplingskonstanten. Denna icke‑abelliska struktur, där gluonerna själva bär färg, leder till att fältet innehåller både kvantainteraktioner mellan quarks och omfattande självinteraktioner mellan gluoner.

Lagrangianen för QCD består av en glukons term och en term som beskriver kvarkfält: L_QCD = −1/4 F^a_μν F^{a μν} + ∑_f ψ̄_f (i γ^μ D_μ − m_f) ψ_f, där D_μ = ∂_μ − i g T^a A^a_μ och T^a är SU(3)-generatorer i fundamentalrepresentationen. Gluonfältet är masslöst och har spin 1; färggraden gör att gluoner bär färg och kan interagera med varandra.

Fenomeniskt leder den icke‑abelliska naturen till asymptotisk frihet vid hög energi och konfinering vid låga energier, så att färgbärande partiklar inte uppträder fritt utan endast som färg-singlet tillstånd. Gluonfältet studeras även i lattice-QCD och ger upphov till begreppen glueballs och färgfluktuationer som påverkar hadronernas struktur och dynamik.