cromodinamica quantistica
cromodinamica quantistica
La moderna teoria delle interazioni forti. La QCD (Quantum chromodynamics) è una teoria di gauge rinormalizzabile basata sulla simmetria esatta di ‘colore’ descritta dal gruppo SU(3) delle matrici unitarie 3×3 a determinante uguale a 1. Il colore di cui si parla è un tipo di carica che non ha ovviamente nulla a che vedere con i fenomeni ottici. Ogni tipo (o ‘sapore’) di quark, per es. il quark u, esiste in 3 colori e SU(3) agisce su questo tripletto di stati. I gluoni sono i bosoni di gauge della QCD e, come tali, sono in corrispondenza uno a uno con i generatori di SU(3) che sono 8 (tanti sono i parametri reali che descrivono la più generale matrice unitaria 3×3 a determinante uguale a 1). La QCD è completamente specificata una volta fissati il numero di sapori dei quark con le loro masse e un’unica costante d’accoppiamento eσ, che descrive l’intensità del vertice del gluone con qualunque tipo di quark e anche del vertice a 3 gluoni, e dà luogo a una serie perturbativa in ασ=eσ2/4π. Le proprietà più rilevanti della QCD sono il confinamento e la libertà asintotica. I quark e i gluoni, come ogni altro stato dotato di cariche non nulle di colore, non possono esistere liberi ma solo confinati all’interno di stati legati in cui le cariche di colore si compensano e il colore complessivo è zero. La libertà asintotica consiste nel fatto che la costante di accoppiamento efficace eσ, una volta incluse tutte le correzioni quantistiche, cambia con la scala di energia del processo e, in QCD, diviene sempre meno intensa al crescere dell’energia con una decrescita logaritmica. Di conseguenza, se si considerano processi in cui tutte le scale di energia sono molto maggiori delle masse degli stati coinvolti, e questi processi hanno un comportamento sufficientemente regolare per masse che tendono a zero, le corrispondenti sezioni d’urto, ovvero le larghezze di decadimento, possono essere calcolate nella teoria delle perturbazioni con un’espansione in ασ (QCD perturbativa).
→ Interazioni fondamentali; Particelle elementari; Particelle elementari. Esperimenti