Relativistisk kvantemekanik – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Fysik > Relativistisk kvanteme...

16. februar 2013

Relativistisk kvantemekanik

Hej malte
Jeg har læst et svar på NBIs hjemmeside, og der er noget jeg ikke kan få til at passe.

Spørgsmål: Er det gluoner der holder kvarkerne på plads?

Næst nederste afsnit: "Det der sker er, at kvarken "går i stykker", og bliver til et sprøjt af farveløse partikler (protoner, neutroner osv.)"

På den ene side kan man jo aldrig vide sig sikker med kvantefysik, men hvis kvarken fragmenterer, bliver den vel ikke til protroner i første omgang, eller hvad?

Med venlig hilsen
R S

Jo, relativistisk kvantefysik er ret svært at forstå, fordi det ikke ligner den dagligdag vi kender.

Acceleratoren i den underjordiske tunnel

Men vi kan altså se i accelerator forsøg, at hvis en kvark får et ordentligt spark ud af sit hadroniske fængsel (i en proton, neutron, pion osv) så vil man aldrig direkte se denne kvark i detektorerne, men i stedet et sprøjt af hadroner i retning af den udsparkede kvark.

Denne observation må du jo så på en eller anden måde prøve at forklare teoretisk.

Quark - Gluonplasma

Kvarker og gluoner

Man siger, at kvarkerne og gluonerne har nye ladninger (kvarkerne 3 af slagsen) kaldet farve, og at farve ikke kan eksistere frit under temperaturer på omkring 500 MeV (en sjov enhed for temperatur, men det er altså en umådelig høj temperatur).

Forestil dig kvarkerne bundet sammen til hadroner med kraftige fjedre. Så det der sker i laboratoriet, når en kvark får et kraftigt spark ud af den hadron, som den er med i, er at den først rejser frit til en afstand af 10-15 m fra hvor den kom fra. På dette tidspunkt er så den potentielle energi i kraftfeltet mellem den ramte kvark og de resterende kvarker så stærk, at der er energi nok til at skabe et nyt kvark-antikvark par. Sådanne par vil blive ved med at blive skabt indtil der ikke er energi tilbage.

Computerbillede af sammenstød

De forskellige kvarker og antikvarker vil på dette tidspunkt finde sammen til "farveløse" hadroner, som IKKE føler "fjederkræfterne", og som derfor kan undslippe og optræde som et sprøjt af hadroner. Langt de fleste er pioner, men der er også kaoner, protoner og neutroner blandt dem.

Bedste hilsner
Peter H. Hansen