强相互作用的理论诠释

1楼：凝帝系列

对强相互作用本质的了解一直是物理学中的困难问题。曾经提出过许多处理强作用的理论和方法，但取得的成就都很有限。原因之一是理论中没有小参量，找不到可靠的近似方法。

由强子的夸克模型和规范场的概念出发提出了量子色动力学，这个理论中强作用是组成强子的夸克之间通过一些称为胶子的规范粒子场传递的作用。这个理论有在小距离处作用变弱的性质，称为渐近自由，已为实验证实，取得了成功，被认为是强作用基本理论。

解释强相互作用的规范理论是量子色动力学，由组成强作用粒子（强子）的相互作用统一地描述强子结构和强子之间作用。

按照夸克模型，与量子电动力学中传递电磁作用的光子相对应，这里有自旋为1的规范粒子（胶子），可被夸克所吸收或发射，并传递夸克之间的色作用力。这种力把夸克束缚在强子中，是两个强子之间的通常的强作用力的**。

研究表明，规范场的自作用能够产生相反的效果，使得在真空中的色荷吸引真空中产生的规范粒子，在其周围聚集相同的色荷，造成***的效应。这种情况下量子色动力学有渐近自由的性质，即随着时空距离的变小相互作用变弱。按照不确定度关系，小的时空距离相应于大的能量动量。

量子色动力学中夸克的质量不大，胶子的质量为零，它们应当很容易产生，因此必须解释为什么没有在实验中观察到这些粒子。设想夸克和胶子是由于规范场相互作用的动力学原因而被禁闭在强子半径10－13厘米的范围内的，这个图像给出色禁闭，色禁闭在量子色动力学中是成立的。