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第13章 粒子物理的创立(第5页)

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夸克有红、绿、蓝三种“色荷”

,它们通过胶子结合在一起,颜色相互抵消,形成整体呈“白色”

的质子和中子。

夸克并不是字面上的红色、蓝色和绿色(实际上它们没有颜色,参阅附录Ⅴ),我们通常把它们画成红色、蓝色、绿色,只是为了故意造成混淆。

费曼关于电子和光子的量子场论是量子电动力学,因此盖尔曼把关于夸克和胶子的量子场论称为“量子色动力学”

(QCD)。

这个名字来自希腊语中的“a”

,意思是颜色。

看来我们被困在这里了

费曼关于轻子的QED理论和盖尔曼关于胶子的QCD理论有一个最大的区别,那就是在QED中,一切都可以用相反的术语表示:吸引与排斥,正与负,物质与反物质,等等。

我们可以通过颠倒方程和图表解决所有的问题,但强核力涉及三种色荷,因此不再是改变立场的问题。

有三种不同选择的时候,“相反”

这个词就不再适用。

此外,反夸克还有反色,分别是反红、反蓝和反绿。

也就是说,如果QCD成立,我们就必须解释六种色荷。

电荷是光子以相反的方式运动的结果,但胶子不同,盖尔曼必须对它们的古怪行为做出合理的解释。

我们需要一种更复杂的费曼图,在这种图中颜色可以转换。

电子和正电子都带有电荷,而夸克可以互相交换色荷。

假设有两个夸克,分别是红色和蓝色,胶子场可以转换它们的颜色,红夸克变成蓝夸克,蓝夸克变成红夸克。

QCD图用螺旋线代表胶子,两个夸克之间的相互作用可以这样计算/描绘:

夸克之间移动的胶子把蓝色荷带到左边,把红色荷带到右边。

这意味着在来回穿梭的过程中,虚胶子是色彩丰富的。

色荷交换也可以解释为什么强核力总是相互吸引,而电磁力既可以吸引,也可以排斥。

因为虚胶子有多种颜色,每一端都有夸克。

根据定义,胶子把一个夸克的色荷转移到另一个夸克,如果去掉其中一个夸克,对应的胶子就会空下,其中的色荷将无处安放。

夸克有色荷,这是它们与胶子场耦合的另一种说法。

夸克永远不会独立存在,因为夸克的本性就是“通过胶子与其他夸克结合”

强核力总是具有吸引力的。

其对应的术语叫“夸克禁闭”

夸克总是成对出现(介子)、三个一起出现(重子)、四个一起出现(四夸克),等等。

我们从来没有见过“裸”

夸克—真实的术语—尽管那些变态的物理学家竭尽全力地想要看一眼。

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