Энергия связи квантовой хромодинамики - Quantum chromodynamics binding energy

Энергия связи квантовой хромодинамики ( энергия связи КХД ), энергия связи глюона или хромодинамическая энергия связи - это энергия, связывающая кварки вместе в адроны . Это энергия поля в сильной силы , которая опосредуется глюонов . Энергия движения и энергия взаимодействия составляют большую часть массы адрона.

Источник массы

Большая часть массы адронов на самом деле является энергией связи КХД за счет эквивалентности массы и энергии . Это явление связано с нарушением киральной симметрии . В случае нуклонов - протонов и нейтронов - энергия связи КХД составляет около 99% массы нуклона. Это если предположить, что кинетическая энергия составляющих адрона, движущихся со скоростью, близкой к скорости света , которая вносит большой вклад в массу адрона, является частью энергии связи КХД. Для протонов сумма масс покоя трех валентных кварков (два верхних кварка и один нижний кварк ) приблизительно равна9,4  МэВ / c 2 , а полная масса протона составляет около938,3 МэВ / c 2 . Для нейтронов сумма масс покоя трех валентных кварков (два нижних кварка и один верхний кварк) приблизительно равна11,9 МэВ / c 2 , а полная масса нейтрона составляет около939,6 МэВ / c 2 . Учитывая, что почти вся масса атома сосредоточена в нуклонах, это означает, что около 99% массы повседневной материи ( барионной материи ) на самом деле составляет хромодинамическая энергия связи.

Глюонная энергия

Хотя глюоны безмассовые , они все же обладают хромодинамической энергией связи. В этом смысле они похожи на фотоны , которые также являются безмассовыми частицами, несущими энергию - энергию фотона . Количество энергии на один глюон или «глюонную энергию» невозможно подсчитать. В отличие от энергии фотона, которая поддается количественному измерению, описывается соотношением Планка-Эйнштейна и зависит от одной переменной ( частоты фотона ), не существует формулы для количества энергии, переносимой каждым глюоном. Хотя эффекты одиночного фотона можно наблюдать, одиночные глюоны не наблюдались вне адрона. Из-за математической сложности квантовой хромодинамики и несколько хаотической структуры адронов, которые состоят из глюонов, валентных кварков, морских кварков и других виртуальных частиц , невозможно даже измерить, сколько глюонов существует в данный момент внутри адрона. Кроме того, не вся энергия связи КХД является энергией глюонов, скорее, некоторая ее часть исходит из кинетической энергии составляющих адрона. Следовательно, можно указать только полную энергию связи КХД на адрон. Однако в будущем исследования кварк-глюонной плазмы могут решить эту проблему.

Смотрите также

Рекомендации

  Decomposition of the proton mass (Lattice QCD): https://physics.aps.org/articles/v11/118