Gluon

Nome y carga eléctrica de los componentes de la materia.

El gluon o gluón (de la voz inglesa glue 'pegamento', derivada de la mesma del llatín glūten al traviés del francés gluer 'pegar') ye'l bosón portador de la interacción nuclear fuerte, una de los cuatro fuerces fundamentales. Nun tener masa nin carga eléctrica, pero sí carga de color, polo qu'amás de tresmitir la interacción fuerte tamién la sufre.

La teoría que postula la esistencia de los gluones y describe la so dinámica denominar cromodinámica cuántica. El nome fai alusión a "pegamento" (glue), una y bones estes partícules son les que "xunen" los quarks dientro de los nucleones.

Propiedaes

Al igual qu'el fotón, el gluon ye un bosón ensin masa, con espín 1. Como los quarks, los gluones tienen carga de color, que depende del cambéu de color de los quarks.

Los quarks camuden de color cuando s'intercambien gluones, de tala forma que la carga de color total del sistema formáu pol quark y el gluon, antes y dempués de la emisión o absorción ye la mesma.

Por casu, si un quark coloráu vuélvese azul al emitir un gluon, entós ye porque emite un gluon coloráu-antiazul (la parte colorada del gluon ye'l colloráu que pierde'l quark, y el antiazul ye p'anular l'azul qu'el quark gana). El sistema tien carga de color neta colorada.

Esisten coles mesmes 8 tipos de gluones, siendo cada unu d'ellos una combinación color-anticolor. Los quarks y los gluones formen partícules compuestes con carga de color total neutra (suelse dicir que les partícules compuestes son blanques).

La masa de los hadrones

Los gluones formen tamién parte de los hadrones, y l'enerxía del campu de color que crean ye la responsable de la mayoría de la masa del mesmu $(Y=mc^{2})$. Nel casu del protón puede vese que:

$m_{o}+m_{o}+m_{d}\neq m_{p}\,\,\,\,\,\,\,\,3+3+6\neq 938\,({\mbox{MeV/c}}^{2})$

Polo que gran parte de la masa del protón ye atribuyible a la enerxía del campu de color.

Comportamientu de los gluones

Confinamientu de los quarks

Al sufrir ellos mesmos la so propia interacción, los gluones que xunen los quarks crean un campu de Yang-Mills de color que torga que los quarks dixebrar con una fuerza inmenso, pa pequeñes distancies paez que'l campu aparra n'intensidad pero pa distancies del orde del tamañu d'un nucleón la fuerza ye enforma mayor que les fuerces electrostáticas de repulsión ente protones. La formación d'estes lligadures per parte de los gluones llinda'l campu d'acción d'esta interacción a un orde de 10^-15 metros (más o menos el tamañu d'un nucleu atómicu).

Al contrariu que la fuerza eléctrico o la gravitatoria, si inténtase dixebrar ente sí un par de quarks, el campu de color tira d'ellos con muncha más fuerza; ye como si los quarks tuvieren xuníos por un "muelle gluónico", qu'intenta volver al so llargor inicial. Por cuenta de esto, los quarks y los gluones son partícules bien difíciles de detectar y solo podemos ver les partícules qu'ellos formen, los hadrones.

Cuando se dixebren tantu dos quarks xuníos por aciu esti muelle, atrópase tanta enerxía nel sistema que ye más fácil pal mesmu crear nuevos quarks pa devolver el campu de color a un estáu menos enerxéticu. Esto ye resultáu de convertir parte de la enerxía del campu de color en nueva materia $(Y=mc^{2})$.

Interacción nuclear fuerte residual

A pesar de que los hadrones tienen carga de color neutra, los quarks de distintos hadrones pueden atraese con muncha fuerza, nel casu de los nucleones inclusive mayor que la electromagnética. A esta fuerza de naturaleza fuerte ente distintos hadrones llámase-y residual, y ye la responsable de que'l nucleu atómicu sía estable a pesar de la gran cantidá de cargues positives que tien.

Esta fuerza residual puede describise de manera averada por aciu un campu de Yukawa que representa una interacción mediada por piones que son partícules masives lo cual esplicaría que la fuerza nuclear aparra muncho más rápido que la llei de la inversa del cuadráu siendo la intensidá d'esta fuerza virtualmente nula fuera del nucleu atómicu.

Campu gluónico

La descripción matemática de la interacción de los gluones ente sigo y colos quarks ye descrita pola cromodinámica cuántica. Nesi contestu los gluones son descritos como un campu gluónico que ye un campu de Yang-Mills acomuñáu a una simetría de gauge del tipu EL SO(3). El lagrangiano que describe la interacción de los gluones ente sigo y colos quarks vien dáu por:

${\mathcal {L}}_{\mathrm {QCD} }={\mathbf {\bar {q}}}i{\boldsymbol {\gamma }}^{\mu }\partial _{\mu }{\mathbf {q}}-{\mathbf {\bar {q}}}m{\mathbf {q}}-g{\bar {q}}{\boldsymbol {\gamma }}^{\mu }{\boldsymbol {\tau }}_{a}G_{\mu }^{a}{\mathbf {q}}-{\frac {1}{4}}G_{\mu \nu }^{a}G_{a}^{\mu \nu }$

Onde la intensidá del campu gluónico vien dada pol tensor antisimétrico o 2-forma $\scriptstyle G_{a}^{\mu \nu }$, ente que la distribución espacial de los quarks vien dada pol espinor multicomponente $\scriptstyle {\mathbf {q}}$.

Ver tamién

• Interacción nuclear fuerte
• Cromodinámica cuántica
• Teoría de campu de gauge
• Fuerces Fundamentales

Referencies

Enllaces esternos

• Particle data group (n'inglés)
• L'aventura de les partícules