Týdeník věnovaný aktualitám a novinkám z fyziky a astronomie. Vydavatel: AGA (Aldebaran Group for Astrophysics) Číslo 25 – vyšlo 8. července, ročník 14 (2016) © Copyright Aldebaran Group for Astrophysics Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno. ISSN: 1214-1674, Email: bulletin@aldebaran.cz

25/2016

Exotické hadrony I

Michal Marčišovský

Ve Standardním modeluStandardní model – současný obecně přijímaný model částic a interakcí. Obsahuje kvarky, leptony, polní částice jednotlivých interakcí (fotony, gluony, W⁺,  W⁻, Z⁰) a Higgsovu částici jakožto zdroj hmotnosti ostatních částic a narušení symetrie elektroslabé interakce. Součástí modelu není gravitační interakce. Standardní model je vybudován na základě kvantové teorie pole. interagují kvarkyKvarky – částice, ze kterých jsou tvořeny těžké částice s vnitřní strukturou (hadrony). Hadrony dělíme na baryony složené ze tří kvarků (například protony a neutrony) a na mezony tvořené kvarkem a antikvarkem (například piony). Kvarky se dělí do tří generací, první tvoří kvarky „d“ (down) a „u“ (up), druhou kvarky „s“ (strange) a „c“ (charm) a třetí kvarky „b“ (bottom nebo beauty) a „t“ (top nebo truth). Kvarky mají neceločíselné (třetinové a dvoutřetinové) elektrické náboje. Jsou také nositeli barevného náboje silné interakce. mimo interakce elektromagnetickéElektromagnetická interakce – interakce působící na všechny částice s elektrickým nábojem. Má nekonečný dosah, mezi tělesy ubývá s druhou mocninou vzdálenosti. Polními částicemi jsou fotony, které vytvářejí mezi nabitými tělesy elektromagnetické pole. Nemají elektrický náboj, mají nulovou klidovou hmotnost a spin rovný jedné. Teorie elektromagnetické interakce se nazývá kvantová elektrodynamika (QED). a slabéSlabá interakce – interakce s konečným dosahem, který je přibližně 10^–17 m. Působí pouze na levotočivé kvarky a leptony. Polními částicemi jsou vektorové bosony W⁺, W⁻ a Z⁰ se spinem rovným jedné. Hmotnosti částic jsou v rozmezí (80÷90) GeV. Typickým slabým procesem je například beta rozpad neutronu. Teorie slabé interakce se nazývá kvantová flavourdynamika (QFD). také interakcí silnouSilná interakce – interakce krátkého dosahu, přibližně 10⁻¹⁵ m. Silná interakce je výběrová, působí jen na částice s barevným nábojem, tj. kvarky. Polními částicemi silné interakce jsou gluony (z anglického „glue“ = lepit, lepidlo). Gluony spojují kvarky do větších celků, tzv. hadronů. Nejznámější jsou proton a neutron složený ze tří kvarků. Silná interakce je odpovědná za soudržnost atomárního jádra. Polní částice mají barevný náboj a proto mohou působit samy na sebe. Barevný náboj na malých vzdálenostech (při vysokých energiích) slábne a kvarky se chovají jako volné částice. Hovoříme o tzv. asymptotické volnosti kvarků. Teorií silné interakce se nazývá kvantová chromodynamika (QCD).. Díky vlastnostem této interakce se kvarky v přírodě nevyskytují volné, ale jsou vázané v objektech zvaných hadronyHadrony – částice složené z kvarků, které interagují silnou jadernou interakcí. Dělíme je na mezony složené z kvarku a antikvarku a baryony složené ze tří kvarků různých barev. Název je odvozeninou z řeckého hadros (silný, těžký). K nejznámějším mezonům patří piony, k nejznámějším baryonům neutron a proton. Hmotnosti hadronů převyšují hmotnost elektronů o několik řádů. Jejich interakce s látkovým prostředím se výrazně liší jak od elektronů, tak i od fotonů. (výjimkou je nejhmotnější kvark top, který se rozpadne dříve, než nastane proces hadronizace). Kvarky mají neceločíselný elektrický náboj (2/3 nebo -1/3) a nesou kvantové číslo nazvané barva (antikvarky nesou antibarvu). Kvarky interagují silnou interakcí prostřednictvím výměny polních částic – gluonůGluony – intermediální (polní, výměnné) částice silné interakce, která působí na hadrony a je krátkého dosahu. Tato interakce spojuje kvarky v mezony a baryony, udržuje pohromadě neutrony a protony v atomovém jádře a způsobuje některé rychlé rozpady elementárních částic. Celkem známe 8 gluonů. Tyto polní částice jsou nositeli barevného náboje (náboje silného interakce). Tím se silná interakce odlišuje od elektromagnetické a slabé interakce.. Všechny volné hadrony kromě protonuProton – částice složená ze tří kvarků (duu) se spinem 1/2, hmotností 1,673×10⁻²⁷ kg (938 MeV) a elektrickým nábojem +1,6×10⁻¹⁹ C. Proton je na běžných časových škálách stabilní, pokud se rozpadá, je poločas rozpadu větší než 10³⁵ let. Za objevitele protonu je považován Ernest Rutherford, který v roce 1911 objevil atomové jádro při analýze rozptylu částice alfa pronikající tenkou zlatou fólií. Samotná jádra vodíku (protony) detekoval v roce 1918 při ostřelování dusíku částicemi alfa. Antiproton byl objeven v roce 1955 Emilio Segrem a Owenem Chamberlainem. (a tudíž i antiprotonuAntiproton – antičástice k protonu. Je stabilní, nicméně rychle anihiluje s okolní látkou. Antiproton byl objeven v roce 1955 Emiliem Segrém a Owenem Chamberlainem, kteří za tento objev získali Nobelovu cenu za fyziku pro rok 1959.) jsou nestabilní a rozpadají se na částice s menší hmotností. Hadrony se pak klasicky dělí dle počtu valenčních kvarkůValenční kvarky – kvarky, které přispívají k celkovým kvantovým číslům hadronu, jsou to nevirtuální kvarkové komponenty hadronu. na baryonyBaryon – elementární částice složená ze tří kvarků s různým barevným nábojem. Výsledná barva je „bílá“. Baryony podléhají silné interakci a patří proto mezi hadrony. Baryony složené z kvarků první generace (d, u) dělíme na nukleony se spinem rovným 1/2 (proton a neutron) a delta baryony se spinem rovným 3/2 (4 částice s různým nábojem). Baryony obsahující s kvark nazýváme hyperony. Nejznámějším je lambda hyperon. Hyperony byly hojně zastoupené v raných vývojových fázích vesmíru, často hovoříme o hyperonovém plynu. Dnes vznikají interakcí kosmického záření s horními vrstvami atmosféry a umíme je vytvořit uměle na urychlovačích. a mezonyMezon – částice složená z jednoho kvarku a jednoho antikvarku. Název vznikl z toho, že první objevené mezony měly hmotnost „mezi“ hmotností elektronu a protonu. Pokud se kvarky složí s nesouhlasným spinem, vznikne skalární mezon (má nulový spin), pokud se souhlasným spinem vznikne vektorový mezon (spin má roven jedné). Skalární mezony zkombinované z kvarků „d“ a „u“ nazýváme piony, vektorové róony. Pokud mezon obsahuje kvark „s“, nazývá se kaon..

Obr. 1: Kvarková struktura hadronů. Baryony jsou složeny ze tří kvarků, mezony z kvarku a antikvarku. Mezi kvarky působí silná interakce, která je znázorněna šedivým gluonovým polem. Hadrony jsou zvenčí barevně neutrální objekty, celková barva musí být bílá. Jsou zobrazeny jenom valenční kvarky. Z hlediska celkového spinu patří baryony mezi fermionyFermiony – částice, které mají poločíselný spin, vlnová funkce je antisymetrická, splňují Pauliho vylučovací princip a podléhají Fermiho–Diracovu statistickému rozdělení. Patří mezi ně všechny leptony, kvarky a baryony – například elektron, neutrino, proton a neutron. Při nízkých teplotách fermiony obsazují stavy postupně, až po tzv. Fermiho mez. a mezony mezi bosonyBosony – částice, které mají celočíselný spin, symetrickou vlnovou funkci, nesplňují Pauliho vylučovací princip a podléhají Boseho-Einsteinově statistickému rozdělení. Například jsou to všechny skalární i vektorové mezony, fotony a gluony. Při nízkých teplotách se bosony mohou hromadit v základním stavu..

Rezonance (částicová fyzika) – částice s krátkou dobou života. Je to pík (lokální maximum) v grafu účinného průřezu u srážkových experimentů. Nachází se v okolí definované energetické hladiny u složených částic nebo v okolí invariantní hmotnosti v případě elementárních částic. Každý z hadronů má řadu rezonancí, které odpovídají vnitřním energetickým hladinám v jeho struktuře. Šířka rezonance (Γ) je rovna reciproční hodnotě její doby života. V experimentální fyzice pojmy částice a rezonance splývají. Charmonium – vázaný stav kvarků charm a anticharm. Nejznámějším příkladem stavu charmonia je vektorová (se spinem 1) rezonance J/ψ, která má velkou pravděpodobnost rozpadu na pár mion a antimion (≈6 %), jenž se v koliderovém detektoru dá jednoduše identifikovat. Valenční kvarky – kvarky, které přispívají k celkovým kvantovým číslům hadronu, jsou to nevirtuální kvarkové komponenty hadronu. Mořské kvarky – virtuální částice, které vznikají uvnitř hadronu při fluktuaci gluonu barevného pole na pár kvark a antikvark. Následná anihilace dvou mořských kvarků opět vytvoří gluon. Výsledkem je konstantní vnitřní vývoj, který se označuje jako moře virtuálních kvarků. Radiální excitace – stav, v němž má částice (rezonance) vyšší hlavní kvantové číslo než v základním stavu a přitom má stejná ostatní kvantová čísla, včetně vnitřního spinového a orbitálního momentu hybnosti. Například ψ(2S) je radiální excitací částice J/ψ. OZI pravidlo – vysvětluje, proč se některé kanály rozpadu částic objevují méně často, než by se dalo očekávat. Pravidlo říká, že když je možné Feynmanův diagram rozdělit odstraněním linek gluonů na alespoň dvě části, pak je tento fyzikální kanál potlačen. Pravidlo OZI je důsledkem vlastností kvantové chromodynamiky. Je pojmenované podle jeho tvůrců (Susumu Okubo, George Zweig a Jugoro Iizuka), kteří ho nezávisle navrhli v šedesátých letech 20. století. Invariantní hmotnost – klidová hmotnost, hmotnost částice v klidové soustavě částice. V obecné vztažné soustavě je invariantní hmotnost dána velikostí čtyřvektoru energie a hybnosti částice.

Základní struktury složené z kvarků

BaryonyBaryon – elementární částice složená ze tří kvarků s různým barevným nábojem. Výsledná barva je „bílá“. Baryony podléhají silné interakci a patří proto mezi hadrony. Baryony složené z kvarků první generace (d, u) dělíme na nukleony se spinem rovným 1/2 (proton a neutron) a delta baryony se spinem rovným 3/2 (4 částice s různým nábojem). Baryony obsahující s kvark nazýváme hyperony. Nejznámějším je lambda hyperon. Hyperony byly hojně zastoupené v raných vývojových fázích vesmíru, často hovoříme o hyperonovém plynu. Dnes vznikají interakcí kosmického záření s horními vrstvami atmosféry a umíme je vytvořit uměle na urychlovačích. jsou částice s kvarkovou konfigurací B = |qqq> (antičástice se nazývá antibaryon a skládá se z antikvarků). Typickým představitelem je proton s kvarkovým složením p = |uud>. MezonMezon – částice složená z jednoho kvarku a jednoho antikvarku. Název vznikl z toho, že první objevené mezony měly hmotnost „mezi“ hmotností elektronu a protonu. Pokud se kvarky složí s nesouhlasným spinem, vznikne skalární mezon (má nulový spin), pokud se souhlasným spinem vznikne vektorový mezon (spin má roven jedné). Skalární mezony zkombinované z kvarků „d“ a „u“ nazýváme piony, vektorové róony. Pokud mezon obsahuje kvark „s“, nazývá se kaon. je struktura vytvořená z kvarku a antikvarku, tedy M = |qq>. Typickým příkladem je vázaný stav kvarků charm a anticharm známý jako mezon J/?. Obě výše zmíněmé kombinace umožňují dosáhnout bezbarvého stavu hadronu (tzv. color singlet state), který je nutnou podmínkou pro existenci hadronů. Bezbarvost objektu znamená, že silná interakce mezi hadrony nepůsobí přímo. Dynamika atomového jádra, tedy interakce mezi protony a neutrony, je uskutečněna vyššími momenty silné interakce, tzv. jadernými silami, které jsou zprostředkovávány virtuálními mezony (tzv. Yukawovými částicemi). Mohou však existovat i jiné vázané stavy v zažitém mezonovém a baryonovém paradigmatu než výše zmíněné, které také umožňují dosáhnout bezbarvost hadronů, a jsou námětem tohoto dvoudílného bulletinu.

Kvarky jsou fermionyFermiony – částice, které mají poločíselný spin, vlnová funkce je antisymetrická, splňují Pauliho vylučovací princip a podléhají Fermiho–Diracovu statistickému rozdělení. Patří mezi ně všechny leptony, kvarky a baryony – například elektron, neutrino, proton a neutron. Při nízkých teplotách fermiony obsazují stavy postupně, až po tzv. Fermiho mez., a díky tomu mají objekty z nich složené vnitřní strukturu, která se projeví diskrétními stavy vazebné energie, analogicky jako je tomu u atomu vodíku (vázaného stavu protonu a elektronu). Kvarky se ve struktuře hadronu mohou nacházet v excitovaném stavu s vyšší energií (a tudíž invariantní hmotnostíInvariantní hmotnost – klidová hmotnost, hmotnost částice v klidové soustavě částice. V obecné vztažné soustavě je invariantní hmotnost dána velikostí čtyřvektoru energie a hybnosti částice.), než má základní stav. Tyto excitované stavy jsou známé jako rezonanceRezonance (částicová fyzika) – částice s krátkou dobou života. Je to pík (lokální maximum) v grafu účinného průřezu u srážkových experimentů. Nachází se v okolí definované energetické hladiny u složených částic nebo v okolí invariantní hmotnosti v případě elementárních částic. Každý z hadronů má řadu rezonancí, které odpovídají vnitřním energetickým hladinám v jeho struktuře. Šířka rezonance (Γ) je rovna reciproční hodnotě její doby života. V experimentální fyzice pojmy částice a rezonance splývají.. Každý hadron jich má velké množství. V současnosti známe stovky rezonancí.

Energetické stavy hadronu lze nejlépe ukázat na relativně jednoduchých strukturách mezonů, kupříkladu na vázaném stavu charmoniaCharmonium – vázaný stav kvarků charm a anticharm. Nejznámějším příkladem stavu charmonia je vektorová (se spinem 1) rezonance J/ψ, která má velkou pravděpodobnost rozpadu na pár mion a antimion (≈6 %), jenž se v koliderovém detektoru dá jednoduše identifikovat.. Kvark charm má hmotnost přibližně 1,5 GeVElektronvolt – jednotka energie. Jde o energii, kterou získá elektron urychlením v potenciálovém rozdílu jeden volt, 1 eV = 1,6×10⁻¹⁹ J. V jaderné fyzice se používají spíše větší násobky této jednotky, kiloelektronvolt keV (10³ eV), megaelektronvolt MeV (10⁶ eV), gigaelektronvolt GeV (10⁹ eV), teraelektronvolt TeV (10¹² eV) nebo petaelektronvolt PeV (10¹⁵ eV). V těchto jednotkách se také vyjadřuje hmotnost (E=mc²) a teplota (E=k_BT). Jeden elektronvolt odpovídá teplotě přibližně 11 600 K., a tudíž invariantní hmotnostiInvariantní hmotnost – klidová hmotnost, hmotnost částice v klidové soustavě částice. V obecné vztažné soustavě je invariantní hmotnost dána velikostí čtyřvektoru energie a hybnosti částice. vázaných stavů cc se pohybují v okolí hodnoty 3 GeV. U mezonů složených z lehkých kvarků se „pohyb“ těchto kvarků uvnitř mezonů děje s rychlostí blízkou rychlosti světla, protože hmotnosti lehkých kvarků jsou podstatně menší než hmotnost výsledného mezonu. U mezonů složených z těžkých kvarků se odhaduje, že tento „pohyb“ se děje téměř nerelativisticky, s rychlostí ? 0,3 c u charmonia a ?0,1 c u bottomonia (vázaného stavu bb). Díky jejich relativně velké hmotnosti je při popisu možné použít nerelativistickou kvantovou chromodynamikuQCD – Quantum Chromodynamics, kvantová chromodynamika, teorie silné interakce. Kvarky interagují prostřednictvím polních částic silné interakce – gluonů. Silnou interakcí drží pohromadě kvarky například v neutronech a protonech. Silná interakce je zodpovědná i za soudržnost atomového jádra. K typickým rysům silné interakce patří uvěznění kvarků a jejich asymptotická volnost na malých vzdálenostech. Nábojem silné interakce je „barva“, odsud název chromodynamika. Dosah silné interakce je přibližně 10⁻¹⁵ m..

Kvarky mají spin s, jehož velikost s je 1 a projekce do libovolné osy může nabývat hodnot ±1. Vázaný stav dvou kvarků v mezonu tudíž může mít velikost kombinovaného spinového momentu s rovnou 0 (antiparalelní spiny), nebo 1 (paralelní spiny). Kvarky mohou také mít vzájemný orbitální moment hybnosti l, jehož velikost popisujeme vedlejším kvantovým číslem l. Celkový moment hybnosti J se skládá ze spinového a orbitálního momentu za pomoci pravidel kvantové teorie, výsledek symbolicky zapisujeme vztahem J = l ⊕ s. Velikost celkového momentu popisujeme kvantovým číslem J, které nabývá hodnot v rozsahu |l-s| ? J ? |l+s|. Tyto stupně volnosti umožňují klasifikaci mezonů v multipletech dle diskrétních symetrií parity, náboje a celkového momentu hybnosti J ^PC, kde P je parita definovaná jako (-1)^l+1 a číslo C vyjadřuje C-paritu (-1)^l+s, která je definována pouze pro mezony složené z kvarků o stejné vůni. Další běžně užívaný způsob klasifikace je tzv. spektroskopické značení n^2s+1L_J, kde n je hlavní kvantové číslo (v mezonové spektroskopii se nazývá radiální excitace), s je spin mezonu a L je písmeno označující celkový orbitální moment hybnosti, který může nabývat hodnot analogických jako v atomové fyzice, tj. l = 0,1,2,3 odpovídá orbitalům L = S, P, D a F.

Obr. 2: Kvantová čísla mezonu. Orbitální moment hybnosti systému je označen l, radiální excitace (v atomové fyzice hlavní kvantové číslo) je označena n. Kvarky mají spin 1/2, proto může být spin mezonu 0 nebo 1.

Mezon je jednoznačně identifikován svojí hmotností a čísly J ^PC, případně spektroskopickou notací. Experimentálně se kvantová čísla nových rezonancí určují z úhlových rozdělení produktů rozpadu [1].

Spektrum charmonia je zobrazeno na Obr. 3, kde se nacházejí stavy a kvantová čísla možných stavů pod prahem rozpadu charmonia na pár DD mezonů. Tento práh je hranicí, nad níž má vázaný stav charmonia více energie, než je dvojnásobek klidové hmotnosti páru D mezonů. Fyzicky to znamená, že v charmoniu dojde k rozštěpení gluonu na pár nejlehčích kvarků uu nebo dd, které vytvoří s původním párem cc dvojici mezonů D a D. Existují i vyšší stavy orbitálních nebo radiálních excitací, ale ty se experimentálně těžko detekují a predominantně se rozpadají na D mezony. Stavy cc, které jsou pod prahem pro produkci páru D mezonů, jsou uvedeny v následující tabulce:

název (nL)	n	s	l	J	P	C	J PC	n2s+1LJ	hmotnost (MeV)
?c(1S)	1	0	0	0	−	+	0–+	11S0	2980,3±1,2
?c(2S)	2	0	0	0	−	+	0–+	21S0	3637±4
J/?(1S)	1	1	0	1	−	−	1−−	13S1	3096,916±0,011
?(2S)	2	1	0	1	−	−	1−−	23S1	3686,09±0,04
hc(1S)	1	0	1	1	+	−	1+–	11P1	3525,93±0,27
?c0(1P)	1	1	1	0	+	+	0++	13P0	3414,75±0,31
?c1(1P)	1	1	1	1	+	+	1++	13P1	3510,66±0,07
?c2(1P)	1	1	1	2	+	+	2++	13P2	3556,2±0,09

Tab 1: Stavy charmonia pod prahem rozpadu na pár D mezonů. Stavy odpovídají obrázku 3 vlevo. Parita P a nábojová parita C jsou definovány vztahy uvedenými výše, tj. P = (−1)^l+1, C =(–1)^l+s. Jenom některé kombinace J ^PC jsou povoleny, hodnoty J ^PC = (0⁻⁻, 0⁺⁻, 1⁻⁺, 2⁺⁻, 3⁻⁺ atd.) jsou v jednoduchém kvarkovém modelu zakázány.

Obr. 3: Excitované stavy hadronů. Vlevo: Některé energetické hladiny systému charmonia pod prahem rozpadu na D mezony (3,72 GeV, označený 2 M_D) a přechody mezi nimi. Vektorové stavy je možné pozorovat v dileptonovém kanálu jako rezonance J/? a ?(2S) (také známe pod označením ?'). Vpravo: Les rezonancí v kanálu mion+antimion. Obrázek znázorňuje statistické rozdělení invariantní hmoty dimionů (velikosti čtyrvektorů, které vznikly sečtením páru čtyrhybností všech kombinací mionu+antimionu ve stejné události – eventu) v datech experimentu CMSCMS – Compact Muon Solenoid. Víceúčelový detektor vybudovaný v CERN pro urychlovač LHC, vážící 12 500 tun, který je schopen mj. detekovat Higgsovy částice. v roce 2010. Píky (maxima) reprezentují vektorové stavy, spojité pozadí je většinou kombinatorické (kombinace mionů pocházejících z rozpadů jiných částic).

Vektorové mezony ?(547), ?(782) a ?(775) jsou kombinací lehkých kvarků s invariantní hmotností pod 1 GeV. Rezonance ?(1020) je vázaným stavem kvarků ss, který se podobá charmoniu. Píky označené ?(1S,2S,3S) jsou základním stavem a radiálními excitacemi bottomonia, varianty charmonia složené z kvarků bottom. V kanálu je také na 91,18 GeV vidět Z boson slabé interakce.

Přechody mezi energetickými hladinami charmonia jsou způsobeny výměnou fotonů nebo lehkých mezonů. Navzdory tomu, že silná interakce je primárně odpovědná za vazbu charmonia, se většina jeho rozpadů děje prostřednictvím elektromagnetické interakce, jak je patrné na Obr. 3 vlevo. Důvodem je to, že každý rozpad způsobený silnou interakcí pod tzv. prahem DD vyžaduje anihilaci kvarků charmonia. Tyto přechody jsou potlačeny OZI pravidlemOZI pravidlo – vysvětluje, proč se některé kanály rozpadu částic objevují méně často, než by se dalo očekávat. Pravidlo říká, že když je možné Feynmanův diagram rozdělit odstraněním linek gluonů na alespoň dvě části, pak je tento fyzikální kanál potlačen. Pravidlo OZI je důsledkem vlastností kvantové chromodynamiky. Je pojmenované podle jeho tvůrců (Susumu Okubo, George Zweig a Jugoro Iizuka), kteří ho nezávisle navrhli v šedesátých letech 20. století., které dovolí pouze slabý a elektromagnetický (anihilace cc přes virtuální foton) rozpad kvarků. Jelikož je elektromagnetická interakce podstatně silnější než slabá, vyplývá z výše uvedeného, že většina přechodů mezi stavy charmonia je elektromagnetické povahy. Nicméně, některé přechody mezi stavy jsou zprostředkovány silnou interakcí, jak je znázorněno na obrázku.

V dnešní době je spektrum charmonia prozkoumáno i daleko nad DD prahem. V této oblasti bylo pozorováno (mimo očekávané stavy předpovězené jednoduchým kvarkovým modelem, jakými jsou například radiální excitace, D stavy atd.) také množství rezonancí, označených písmeny X, Y a Z, které nezapadají do kvarkového modelu a jsou kandidáty na exotické hadrony [2]. Exotické stavy umožní studium procesů kvantové chromodynamikyQCD – Quantum Chromodynamics, kvantová chromodynamika, teorie silné interakce. Kvarky interagují prostřednictvím polních částic silné interakce – gluonů. Silnou interakcí drží pohromadě kvarky například v neutronech a protonech. Silná interakce je zodpovědná i za soudržnost atomového jádra. K typickým rysům silné interakce patří uvěznění kvarků a jejich asymptotická volnost na malých vzdálenostech. Nábojem silné interakce je „barva“, odsud název chromodynamika. Dosah silné interakce je přibližně 10⁻¹⁵ m. v režimu nízkých energií, kde nefunguje dobře poruchový rozvoj, hlavní nástroj polních teorií včetně QCD. Tyto vázané stavy mají dobu života řádově 10^–23 s. Je možné je detekovat jako píky na grafu invariantní hmotnosti. Některé z těchto stavů budou diskutovány v další části tohoto bulletinu.

Pokračování příště

Odkazy