Что такое квантовая хромодинамика? Как она объясняет цветовое взаимодействие кварков?

Квантовая хромодинамика (КХД) — это теория элементарных частиц, описывающая сильное взаимодействие (силу, действующую между кварками) с использованием квантовых полей называемых глюонами. Сильное взаимодействие играет ключевую роль в структуре атомных ядер и держит кварки внутри протонов и нейтронов.

Цветовым взаимодействием кварков называется сильное взаимодействие между кварками, которое описывается теорией КХД. В отличие от электромагнитного взаимодействия, где заряды могут быть положительными или отрицательными, в квантовой хромодинамике у кварков тоже есть некоторые «цветовые заряды», соответствующие трем разным цветам — красному, зеленому и синему (и их антицветам).

Глюоны, как носители сильного взаимодействия, несут не только «цвета», но и «антицвета», что они сами могут быть «тех цветов», которые они сами обычно переносит вместе с собой.

Квантовая хромодинамика объясняет, как кварки взаимодействуют друг с другом через обмен глюонами, силовое поле которых совершается между кварками и заметны в виде переноса цветовых зарядов. Несмотря на сложность и неклассическую природу кварков и глюонов, КХД очень успешно описывает кварковое взаимодействие, а также предсказывает физические явления, которые наблюдаются при высоких энергиях и взаимодействиях частиц.